La medicina in silico (también conocida como " medicina computacional ") es la aplicación de la investigación in silico a problemas relacionados con la salud y la medicina. Es el uso directo de la simulación por computadora en el diagnóstico, tratamiento o prevención de una enfermedad . Más específicamente, la medicina in silico se caracteriza por el modelado , simulación y visualización de procesos biológicos y médicos en computadoras con el objetivo de simular procesos biológicos reales en un entorno virtual. [1]
El término in silico fue utilizado por primera vez en 1989 en un taller "Autómatas celulares: teoría y aplicaciones" por un matemático de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). [2] El término in silico radiooncología , un precursor de la medicina in silico genérica, fue acuñado e introducido por primera vez por G. Stamatakos en Proceedings of the IEEE en 2002. [3] El mismo investigador acuñó e introdujo el término más genérico in silico oncología . [4] La medicina in silico se considera una extensión del trabajo previo que utiliza modelos matemáticos de sistemas biológicos. [4] Se hizo evidente que las técnicas utilizadas para modelar sistemas biológicos tienen utilidad para explicar y predecir la dinámica en el campo médico. Los primeros campos de la medicina en utilizar el modelado in silico fueron la genética, la fisiología y la bioquímica. El campo experimentó una afluencia dramática de datos cuando se secuenció el genoma humano en los años 1980 y 1990. Al mismo tiempo, el aumento de la potencia computacional disponible permitió modelar sistemas complejos que antes eran poco prácticos. [5]
Existen numerosas razones por las que se utiliza la medicina in silico . Por ejemplo, el modelado médico in silico puede permitir la predicción temprana del éxito de un compuesto para un propósito medicinal y dilucidar los posibles efectos adversos en las primeras etapas del proceso de descubrimiento de un fármaco . [6] El modelado in silico también puede proporcionar una alternativa humana a las pruebas con animales. [2] Una empresa del sector ha afirmado que los modelos asistidos por ordenador harán que el uso de pruebas en organismos vivos quede obsoleto. [7]
El término medicina in silico se ejemplifica en iniciativas como el Virtual Physiological Human de la Comisión Europea [8] y en institutos como el VPH Institute y el INSIGNEO Institute de la Universidad de Sheffield.
El Grupo de Oncología In Silico (ISOG) [9] del Instituto de Sistemas de Comunicación e Informática del Instituto Técnico Nacional de Atenas (ICCS-NTUA) tiene como objetivo desarrollar modelos de simulación multiescala orientados y controlados clínicamente de tumores malignos (cáncer) para ser utilizados como sistemas de apoyo a la toma de decisiones individualizada del paciente y de planificación del tratamiento una vez completada la adaptación y validación clínicas. Un objetivo adicional de la investigación del Grupo es simular ensayos clínicos oncológicos que de otro modo serían demasiado costosos o requerirían demasiado tiempo y, en esta dirección, se han explotado infraestructuras de computación en red , como la Infraestructura de Red Europea , para aumentar el rendimiento y la eficacia de las simulaciones. [10] ISOG ha liderado el desarrollo del primer Oncosimulator tecnológicamente integrado , una iniciativa de investigación conjunta eurojaponesa. [11]
En 2003 se desarrolló la primera vacuna basada únicamente en información genómica. La técnica de desarrollo de la vacuna, denominada "vacunología inversa", utilizó la información genómica y no la bacteria infecciosa en sí para desarrollar la vacuna. [12]
En diciembre de 2018 se puso en marcha el proyecto PRIMAGE, de cuatro años de duración. Este proyecto financiado por la UE en el marco del programa Horizonte 2020 propone una plataforma basada en la nube para respaldar la toma de decisiones en el tratamiento clínico de tumores sólidos malignos, ofreciendo herramientas predictivas para ayudar en el diagnóstico, el pronóstico, la elección de terapias y el seguimiento del tratamiento, basándose en el uso de nuevos biomarcadores de imagen, simulación del crecimiento tumoral in silico, visualización avanzada de predicciones con puntuaciones de confianza ponderadas y traducción de este conocimiento basada en aprendizaje automático en predictores de los puntos finales clínicos más relevantes y específicos de la enfermedad. [13] [14]
En 2020 se celebró la primera Conferencia Médica CADFEM sobre el tema in vivo, in vitro, in silico con el tema rector: "El papel central de la medicina in silico: lo que puede hacer y lo que necesitamos para su práctica". [15]
A medida que el modelado de las características humanas, sociales, conductuales y culturales (HSBC) del comportamiento de los pacientes se vuelve más sofisticado, se especula que los pacientes virtuales pueden reemplazar a los actores pacientes en el plan de estudios de las escuelas de medicina. Además, hay proyectos en marcha que utilizan cadáveres virtuales, modelos simulados por computadora de la anatomía humana basados en imágenes de TC de personas reales. [16]