Hacer frente al cáncer con ayuda de la inteligencia artificial

¿Puede la inteligencia artificial contribuir a la investigación contra el cáncer? Puede. De hecho, «ya estamos viendo su potencial». Su aplicación «nos va a ayudar mucho a personalizar la medicina en pacientes oncológicos», afirma René Rodríguez, investigador principal del grupo de Sarcomas y Terapias Experimentales del Ispa-Finba. Su equipo participa en el programa Organaides, en el que también están implicados el grupo de investigación de Oncología de tumores de cabeza y cuello, que lidera Mónica Álvarez, la Fundación Idonial e Izertis.

Con financiación del antiguo Idepa (hoy transformado en Sekuens), su razón de ser es la de «generar organoides tumorales mediante impresión 3D para poder observar la evolución de los tumores mediante técnicas de visión artificial», resume Sarai González, responsable de Proyectos de Innovación en Izertis. El objetivo final es llegar a predecir cuál será el pronóstico o el tratamiento más indicado para cada caso.

Los organoides son réplicas tridimensionales en laboratorio de los tumores que presentan los pacientes. Ese modelo derivado del enfermo se consigue después de una biopsia o de la operación en la que se extirpa el tumor. «Las muestras frescas llegan al laboratorio y allí las procesamos para derivar el organoide», comenta René Rodríguez. Era una labor que los investigadores asturianos venían realizando mediante metodologías convencionales y que, posteriormente, Idonial mejoró introduciendo técnicas de bioimpresión en 3D. Se consiguió así «sistematizar» el proceso, hacerlo «más reproducible» y «acortar tiempos», expone Manuel Alejandro Fernández, responsable de Salud en la fundación.

Es en sus laboratorios donde se bioimpresiona el entorno tridimensional en el que tienen que desarrollarse esos organoides. Un medio que hay que personalizar para cada tipo de tumor. «Intentamos adaptar ese material a lo que los organoides necesitan. Y además de trabajar la tinta o la biotinta, cuando lleva los organoides incluidos, trabajamos el diseño porque se ha documentado que la estructura tridimensional que imprimas influye directamente en los resultados de los organoides», anota la investigadora de la Fundación Idonial Helena Herrada.

Cuando en 2022 se puso en marcha el proyecto Organaides –que concluirá a finales de este año–, Izertis incorporó a ese trabajo una nueva variable: la de la inteligencia artificial. A partir de las imágenes de microscopía que aportan los grupos investigadores del Ispa-Finba –y en las que se visualizan las células y los organoides– «hemos desarrollado un modelo capaz de detectar esos organoides de forma artificial, sin intervención humana».

La IA no solo los detecta, sino que es capaz de identificar «las distintas morfologías de los organoides», comenta Samuel Camba, experto en visión artificial en Izertis. Toda esa información da lugar a un conjunto de datos numéricos con los que se pueden plantear gráficas de evolución, para ver el crecimiento del organoide a lo largo del tiempo, o monitorizar la forma del mismo. También desarrollar modelos estadísticos u otro tipo de inteligencia artificial que den más información a futuro, por ejemplo, sobre qué parámetros pueden afectar al tamaño del organoide.

«Gracias a la inteligencia artificial podemos tener modelos fiables que nos ayuden a anticiparnos a lo que, en la clínica, va a pasar durante el tratamiento. Nos puede ayudar a analizar los organoides de una manera a la que nosotros no hubiéramos llegado y, además, de una forma más sistemática y rápida. Nos puede ayudar a obtener parámetros del crecimiento de los organoides y de la respuesta a los fármacos. Eso nos tiene que servir para correlacionar los parámetros que proporciona la inteligencia artificial con la respuesta que realmente tiene el paciente. Poder anticipar cómo crece el organoide, si va a responder a un determinado fármaco o no... Es la meta a largo plazo», subraya René Rodríguez.

Esa es la principal ventaja. Que sin necesidad de llevar a cabo ninguna técnica invasiva se puede llegar a conocer qué podría pasar en cada caso en función de las características del paciente y del tumor. Todo ello «con menos pruebas» y con unos resultados «más certeros», pone de relieve Sarai González, señalando además el ahorro de «tiempo y recursos» que se consigue.