Los cuatro investigadores de Zaragoza que quieren poner un gemelo digital en cada paciente
En un despacho del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A), en el campus Río Ebro, un grupo de investigadores lleva años haciéndose la misma pregunta: ¿y si pudiéramos “ver” cómo crece un tumor sin necesidad de pruebas invasivas, solo a partir de datos que ya se recogen en las consultas habituales?
De esa inquietud nace una herramienta digital pionera que combina modelos físicos e inteligencia artificial para seguir de forma mucho más precisa la evolución del cáncer de próstata, el tumor más frecuente en hombres.
Detrás del proyecto hay nombres y trayectorias muy concretas: Daniel Camacho-Gómez, Carlos Borau, José Manuel García-Aznar, María José Gómez-Benito, Mark Girolami y María Ángeles Pérez, integrantes del grupo de investigación M2BE (Multiescala en Ingeniería Mecánica y Biológica) de la Universidad de Zaragoza.
Su trabajo acaba de publicarse en la revista de Nature NPJ Digital Medicine, una de las referencias mundiales en medicina digital, bajo un título que resume bien la ambición del proyecto: “Physics-informed machine learning digital twin for reconstructing prostate cancer tumor growth via PSA tests”.
Del simple número del PSA a un tumor en 3D
Hoy, la mayoría de pacientes con cáncer de próstata se controlan midiendo periódicamente en sangre el PSA, una sustancia producida por la próstata. Cuando sube, salta la alarma; cuando se mantiene estable, se interpreta que la enfermedad no progresa. Pero la realidad, explican los investigadores, es bastante más compleja: hay tumores que crecen sin que el PSA aumente de forma clara, y otros en los que pequeños cambios del PSA pueden no decirlo todo.
Ahí es donde entra esta nueva herramienta. El equipo del I3A ha desarrollado un “gemelo digital” del tumor: un modelo informático que reconstruye cómo crece el cáncer a lo largo del tiempo a partir de una resonancia magnética inicial y de las analíticas de PSA que el paciente se hace durante el seguimiento.
Por un lado, utilizan modelos físicos que describen cómo crecen las células tumorales y cómo el PSA pasa del tumor a la sangre en función de la vascularización de la próstata de cada paciente. Por otro, incorporan técnicas de inteligencia artificial que aprenden a reproducir la dinámica concreta de cada caso. El resultado es un modelo en 3D que permite “ajustar” el crecimiento del tumor de manera individualizada, como si cada paciente tuviera una copia virtual de su enfermedad dentro del ordenador.
Pacientes reales, errores mínimos
El equipo no se ha quedado en la teoría. La herramienta se ha probado ya en pacientes reales durante más de dos años y medio, comparando las predicciones del gemelo digital con la evolución real de sus tumores. El margen de error en el cálculo del tamaño tumoral se ha movido entre un 0,8% y un 12,28%, cifras muy ajustadas para un problema tan complejo.
En ese proceso han llegado a una conclusión muy relevante para la práctica clínica: en algunos casos, el tumor puede seguir creciendo sin que el PSA aumente de forma significativa. Con los métodos tradicionales, esa progresión pasaría desapercibida hasta que la enfermedad estuviera más avanzada. El gemelo digital, en cambio, detecta patrones de crecimiento que el simple número del PSA no revela.
Decidir mejor cuándo hacer una biopsia
Los investigadores insisten en que su herramienta no viene a sustituir al médico, sino a darle una nueva forma de mirar los mismos datos de siempre. Al ofrecer una imagen más clara de las tendencias de crecimiento tumoral a partir de las analíticas de PSA, el modelo puede ayudar a los urólogos a decidir cuándo es el momento óptimo para realizar pruebas adicionales, como una biopsia, o cuándo es razonable mantener una actitud de vigilancia.
El impacto humano de esa diferencia es evidente: menos biopsias innecesarias, menos incertidumbre para el paciente y un seguimiento más ajustado al comportamiento real de su enfermedad.
El proyecto del grupo M2BE es también un ejemplo de cómo, desde Zaragoza, se puede hacer ciencia con impacto global: ingeniería, medicina e inteligencia artificial al servicio de una pregunta muy humana, la de todos los pacientes que salen de una consulta con miedo al futuro. Ahora, una parte de esas respuestas podría venir de su propio gemelo digital.
