Un equipo de investigadores del Reino Unido desarrolló más de 3.800 modelos digitales del corazón para replicar con precisión su anatomía y poder examinar la influencia de factores como la edad, el sexo y el estilo de vida en la aparición de enfermedades cardíacas.
Los hallazgos de este estudio, publicados en la revista Nature Cardiovascular Research, resaltaron el potencial de los gemelos digitales cardíacos a gran escala para mejorar la comprensión de su funcionamiento eléctrico en diversas poblaciones humanas.
La creación de estos llamados “gemelos digitales cardíacos” permitió a los científicos del King’s College de Londres, el Imperial College y el Instituto Alan Turing identificar que la edad y la obesidad modifican las propiedades eléctricas del corazón, lo que podría explicar la relación entre los factores del paciente y el incremento del riesgo de enfermedad cardíaca.
Adicionalmente, la investigación determinó que las variaciones en las lecturas de electrocardiogramas (ECG) entre hombres y mujeres se deben principalmente a diferencias en el tamaño del corazón, y no a la manera en que el corazón conduce las señales eléctricas, como se pensaba hasta ahora.
Estos modelos digitales replican el corazón de un paciente, posibilitando la exploración de funciones cardíacas que son difíciles de medir directamente de forma clínica.
Cómo se desarrollaron los modelos de corazones digitales
Con ayuda de modelos de inteligencia artificial (IA) se automatizaron las tareas manuales lo que aceleró el proceso de construcción de los corazones digitales en un laboratorio. Cada gemelo cardíaco se produjo con un sistema computacional que simula un objeto o proceso físico.
Los autores del estudio resaltaron que aunque su desarrollo resultó ser costoso y prolongado, ofreció nuevas perspectivas sobre el comportamiento de sistemas físicos relacionados con el corazón que podrían predecir la evolución de una enfermedad en un paciente, así como su respuesta a diferentes tratamientos.
El profesor Steven Niederer, autor principal del estudio, indicó en la investigación que el potencial de los gemelos digitales cardíacos trasciende el diagnóstico, ya que al replicar los corazones de los pacientes pueden estudiarlo con más profundidad y prevenir infartos u otras afecciones.
“Hemos evidenciado que los gemelos digitales pueden brindarnos una comprensión de las personas con riesgo de desarrollar enfermedades cardíacas. También ilustra cómo el estilo de vida y el sexo pueden influir en la función cardíaca”, señaló Niederer.
Por su parte, el profesor Pablo Lamata, coautor del informe, añadió que estos hallazgos contribuirán a perfeccionar los tratamientos al extender su aplicación en estudios poblacionales más extensos.
“Esto podría derivar en tratamientos personalizados y mejores estrategias de prevención, transformando en última instancia la forma en la que abordamos las enfermedades cardíacas”, acotó el experto.
Para qué funcionan los gemelos digitales cardíacos
El estudio señaló que estos conocimientos podrían contribuir a la optimización de tratamientos médicos, por ejemplo, para ajustar la configuración de dispositivos cardíacos según el sexo o identificar nuevas terapias farmacológicas para grupos de pacientes específicos.
Los investigadores anticipan que una comprensión más profunda del corazón en distintas poblaciones de personas facilitará una atención y un tratamiento más personalizado para quienes padecen enfermedades cardíacas.
Los gemelos digitales cardíacos se construyeron utilizando datos de pacientes reales y lecturas de ECG procedentes del Biobanco del Reino Unido y de una cohorte de pacientes con cardiopatías.
La investigación resaltó que este avance fue el resultado de incorporar la inteligencia artificial, a través del aprendizaje automático, junto con los conocimientos de los investigadores para poder generar este gran número de gemelos digitales cardíacos.
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