Los datos gobiernan nuestras vidas más que nunca. Pero cuando se trata de enfermedad y muerte, cada persona es un punto de datos, alguien que se enfermó y necesitó tratamiento.
Estudios recientes han revelado que las personas que sufren la misma categoría de enfermedad pueden tener diferentes manifestaciones. A medida que los médicos y científicos comprendan mejor las razones que subyacen a esta variabilidad, podrán desarrollar nuevos enfoques preventivos, diagnósticos y terapéuticos y proporcionar una atención óptima y personalizada para cada paciente.
Para lograr este objetivo a menudo se requiere una colaboración a gran escala entre médicos, investigadores básicos, teóricos, experimentadores, biólogos computacionales, informáticos y especialistas en datos, ingenieros, estadísticos, epidemiólogos y otros. Deben trabajar juntos para integrar los conocimientos científicos y médicos, la teoría, el análisis de los grandes datos médicos y un amplio trabajo experimental.
Este año, la Asociación de Medicina de Precisión de Israel (IPMP) seleccionó 16 proyectos de investigación para recibir 60 millones de NIS en subvenciones con el objetivo de avanzar en la aplicación de enfoques de atención sanitaria personalizada, proporcionando el tratamiento adecuado al paciente adecuado en el momento adecuado. Todos los proyectos de investigación extraen datos de las extensas y exclusivas bases de datos médicos de Israel.
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Las propuestas ganadoras provienen de una serie de universidades e instituciones médicas y abordan cuestiones fundamentales de la salud humana que “se espera que generen importantes conocimientos científicos y aplicaciones médicas”, dijo el profesor Yuval Dor, jefe de la división de medicina y ciencias de la vida de la Fundación Científica de Israel.
Las propuestas ganadoras fueron seleccionadas por un comité internacional presidido por el Premio Nobel de Química de 2006, el profesor Roger Kornberg de la Universidad de Stanford, y las subvenciones para los proyectos se encuentran entre las mayores jamás concedidas a los investigadores israelíes por un organismo de financiación israelí. Este es el segundo ciclo del programa.
Shai-Lee Spigelman, CEO de Digital Israel, un programa del Ministerio de Igualdad Social, dijo que espera que los programas de investigación “fortalezcan la excelente colaboración existente entre la academia y el sistema de salud de Israel. Esta colaboración sustenta la excelencia de Israel en materia de salud y es una de las razones del éxito de Israel en la lucha contra la primera ola de la pandemia de coronavirus”.
Aquí están cuatro de las propuestas ganadoras que estos investigadores esperan que ayuden a sanar el mundo:
La lucha contra las enfermedades infecciosas
Equipo: Dr. Ronen Hazan, Universidad Hebrea de Jerusalén; Dr. Daniel Barkan, UH; Prof. Ran Nir-Paz, Centro Médico Hadassah; Prof. Michal Baniyash, UH.
Un alarmante promedio de 20 personas al día mueren en Israel por bacterias resistentes a los antibióticos.
“Cuando alguien es resistente a los antibióticos, tenemos que decir que lo sentimos mucho, pero no hay nada que podamos hacer”, dijo Hazan al Jerusalén Post. “Tenemos que volver a los días de agua bendita o de comer ajo o miel, porque no tenemos una solución”.
El equipo de Hazan, sin embargo, cree que ha establecido una solución: El uso de bacteriófagos – virus que matan bacterias de manera eficiente y precisa.
Dijo que debido a que los bacteriófagos se dirigen con precisión a las bacterias, no causan daño a las bacterias microbianas “beneficiosas”. Además, su precisión garantiza que el tratamiento se adapta personalmente a cada paciente.
Hazan explicó que los bacteriófagos se encuentran en la naturaleza y están fácilmente disponibles. Pueden utilizarse individualmente o combinados como un cóctel. Además, pueden ser diseñados genéticamente para ser optimizados y replicados.
“Sabemos cómo tomar vacas salvajes, y al criar y seleccionar, obtenemos vacas tranquilas con mucha leche”, dijo Hazan. “Es lo mismo con los bacteriófagos. Puedes tomarlas y elegir las mejores y usarlas una y otra y otra vez – entonces, obtienes muy buenos asesinos”.
Hasta ahora, el laboratorio de Hazan ha construido un banco de unos 300 bacteriófagos, uno de los más grandes del mundo. Hazan y Nir-Paz han probado su trabajo en cuatro pacientes en Israel bajo las regulaciones de Uso Compasivo del país, y muestra signos prometedores de éxito.
“El primer caso fue el de un taxista… que se rompió las piernas”, recordó Hazan. “Fue operado y su rodilla se contaminó con dos bacterias resistentes a los antibióticos. Los médicos dijeron que le iban a amputar la pierna porque si la bacteria cruzaba la rodilla, habría muerto”.
El conductor estaba aterrorizado; perder su pierna significaría perder su medio de vida. Así que, el equipo de Nir-Paz y Hazan le ofreció una terapia de fagos.
“Después de tres o cuatro días, mostró signos de mejoría”, dijo Hazan. “Después de tres o cuatro semanas, la infección había desaparecido. Volvió a ponerse de pie y a conducir”.
El grupo está utilizando la subvención del IPMP para ayudar a identificar a nuevos bacteriófagos y para identificar, filtrar y capacitar a algunos de los mejores que existen en el Banco de Bacteriófagos de Israel. A continuación, Hazan dijo que esperan establecer un centro de tratamiento de medicina fágica personalizada.
“Se predice que las enfermedades infecciosas serán la causa de muerte número uno en el mundo para el 2050”, dijo Hazan al Post, señalando que en Israel las tasas de mortalidad por enfermedades infecciosas, que se duplicaron solo en las últimas dos décadas, no solo son más altas que en todos los demás países desarrollados, sino que son un 73% más altas que las del segundo país.
“Queremos cambiar esta trayectoria”, dijo Hazan. “No puedo predecir el futuro, pero espero que este número de 20 pacientes que mueren al día baje… …dentro de unos pocos años, deberíamos estar allí”.
El tratamiento de las heridas crónicas
Equipo: Prof. Aharon Blank, Technion – Instituto de Tecnología de Israel; Prof. Mogher Khamaisi, Rambam Health Care Campus y el Technion; Prof. Marcelle Machluf, Technion; Dr. Yaron Fuchs, Technion
La diabetes crónica y otras enfermedades son una carga para las personas que las padecen y para la economía. Alrededor del 2.5% del presupuesto de EE.UU. para la atención médica es para el tratamiento de las heridas crónicas.
Este estudio del IPMP tiene como objetivo desarrollar nuevos enfoques para el diagnóstico y tratamiento personalizado de las heridas crónicas con la esperanza de ofrecer una nueva forma radical de tratarlas mediante un injerto de piel artificial personalizado, específico para la herida, combinado con una terapia de oxígeno personalizada.
“Una de las formas de tratar las heridas cutáneas crónicas es colocar una capa artificial de piel en la herida, que se denomina injerto, para promover el crecimiento y la vitalidad de la piel”, dijo Blank. “En realidad estamos combinando en el injerto una pequeña partícula – casi como el polvo que se incrusta en el interior del injerto. Esas partículas proporcionan información sobre la concentración local de oxígeno en la piel con la ayuda de un sensor de resonancia magnética externo y compacto”.
Blank explicó que el oxígeno es un factor particularmente importante para saber si el tratamiento de la piel está funcionando. También dijo que algunos pacientes requieren terapia de oxígeno, que reciben en una cámara de oxigenoterapia hiperbárica. Sin embargo, es sumamente difícil controlar el nivel de oxígeno en la piel.
“Los médicos pueden obtener información muy indirecta sobre lo que sucede allí, pero no más”, dijo Blank al Post. “Si tenemos sensores como parte de la terapia, les dará información precisa sobre lo que está pasando, y pueden modificar la terapia o adoptar una nueva según lo que el paciente individual necesite”.
Además, Machluf está trabajando en la utilización de la impresión en 3D de los injertos de piel para que coincidan mejor con las heridas utilizando proteínas de la matriz extracelular arterial porcina que, con suerte, pueden permitir un crecimiento más rápido de la piel.
El impacto debería ser un tratamiento más específico y eficaz y una recuperación más rápida.
Se espera comenzar los ensayos clínicos en tres años y completar las aprobaciones reglamentarias en cinco o seis años.
Prolongar la vida de los pacientes con cáncer de páncreas
Equipo: Prof. Eyal Gottlieb, Technion; Dr. Yaacov Richard Lawrence, Centro Médico de Sheba; Dra. Keren Yitzhak, Technion; Dra. Talia Golan, Sheba.
El cáncer de páncreas es una enfermedad maligna que típicamente no responde bien a la terapia convencional. La supervivencia media para el cáncer de páncreas avanzado es de aproximadamente un año, a pesar de la terapia.
Recientemente, se caracterizó un subgrupo de pacientes con cáncer de páncreas, en el que los tumores son deficientes en un mecanismo de reparación genética. Estos tumores responden mejor a los medicamentos que inducen daños en el ADN.
“El gen del cáncer de mama, BRCA, ha aumentado la prevalencia en la población judía asquenazí, y las personas que tienen mutaciones de BRCA tienen más probabilidades de desarrollar ciertos cánceres”, explicó Lawrence. “Hablamos más de cánceres de mama y de ovarios, pero el BRCA también conduce al cáncer de páncreas”.
Dijo que en una persona sana, los mecanismos de reparación pueden arreglar los genes dañados. Pero el mecanismo de reparación para las personas con la mutación BRCA no es tan bueno. Los genes dañados pueden convertirse en cáncer.
“Durante los últimos 10 años más o menos, la gente ha estado pensando en cómo explotar esto, y desarrolló una nueva familia de drogas llamadas inhibidores de Parp, que interfieren con la reparación del ADN. Así, se obtienen estas células cancerosas que no tienen la mayor reparación del ADN y luego se les agregan inhibidores de Parp que perjudican aún más la capacidad de las células para reparar el daño del ADN, y en consecuencia las células mueren. Estas drogas son bastante específicas para matar las células cancerosas que ya tienen la mutación BRCA”.
Sin embargo, no siempre funciona. Algunos tumores no responden en absoluto. Y para aquellos que lo hacen, a veces desarrollan rápidamente resistencia a los inhibidores de Parp, lo que los hace inútiles.
Combinando la genética y la bioquímica, la investigación trazará el perfil metabólico de estos tumores, para descifrar los mecanismos de resistencia a la terapia e identificar las formas de superarla.
“Necesitamos entender por qué algunos tumores responden y otros no”, dijo Lawrence. “Entonces, el siguiente paso será diseñar estrategias para superar esa resistencia”.
El proyecto debería tomar al menos tres o cuatro años, dijo.
“El cáncer de páncreas es una enfermedad terrible”, añadió Lawrence. “Nuestra esperanza es que a través de combinaciones novedosas de estos medicamentos, desarrollaremos más o mejores terapias para nuestros pacientes”.
Predicción de la psicopatología post-traumática
Equipo: Prof. Talma Hendler, Universidad de Tel Aviv y el Centro Médico Sourasky de Tel Aviv; Prof. Noam Shomron, TAU; Prof. Malka Gorfine, TAU; y Prof. Lior Wolf, TAU.
El estrés afecta al bienestar físico y mental de todos, pero los individuos difieren en la forma en que reaccionan a él. Hoy en día, no hay forma de predecir quién va a desarrollar una psicopatología a largo plazo después de un evento traumático.
Este equipo está trabajando para combinar su experiencia en neurociencia, psiquiatría, genética, estadística e inteligencia artificial para desarrollar un modelo de predicción de riesgos para diversas psicopatologías basado en los datos recogidos de 150 individuos que han estado expuestos a un evento traumático de la vida, a través de técnicas avanzadas de imágenes cerebrales (fMRi y EEG), medidas genéticas, epigenéticas y de función cognitiva, e índices clínicos.
Mientras construyen el modelo durante los próximos cuatro años, el equipo espera reunir datos de otras 100 personas, que utilizará para validar el modelo.
Una importante novedad en el enfoque de la adquisición de datos es la concentración en medidas repetidas dentro de la misma persona de manera que se capte la dinámica de la respuesta al estrés.
Hendler explicó que algunas personas son más resistentes a los traumas y otras se enferman más crónicamente, a veces hasta el punto de debilitarse y ser disfuncionales.
“Sobrevivimos físicamente, pero nos lastimamos mentalmente por diferentes razones, y no conocemos realmente las razones de un individuo”, dijo. “La idea es tener un modelo que pueda decirnos, en una etapa muy temprana después de un evento traumático, quiénes son las personas que podrían desarrollar una psicopatología a largo plazo”.
Si funciona -y Hendler dijo que tardará unos cinco años en completarse- el modelo podría guiar las primeras intervenciones personalizadas y mejorar el pronóstico a largo plazo, así como proporcionar la base para desarrollos similares en otras psicopatologías.
Hendler dijo que los primeros modelos exitosos probablemente se usarán en las salas de emergencia como parte de su protocolo para determinar el tratamiento después de un evento traumático. Luego, su visión es hacerla accesible a los individuos que pueden usarla para monitorearse a sí mismos y ser alertados de la necesidad de buscar una intervención médica.
“Conocerán su tipo de sangre y conocerán su tipo neuro-mental”, dijo Hendler. “Los médicos podrán decir que una determinada persona tiene un mayor riesgo de caer en una condición mental perturbada y necesita más atención desde el principio, o de una manera específica”.
“En este momento, los médicos no tienen ni idea”, continuó, explicando que los psiquiatras tratan a los pacientes basándose en hablar con ellos.
Pero ella cree que es hora de “devolver la psiquiatría a la medicina… Este es el futuro de la psiquiatría”, enfatizó Hendler. “Abre la puerta a una psiquiatría más orientada al cerebro, donde la psiquiatría tiene pruebas objetivas, y las decisiones clínicas son guiadas por un mecanismo asumido”.