Saúde

Os gêmeos digitais podem levar a uma medicina mais proativa e personalizada, dizem os pesquisadores
Essa é a solução que um pesquisador da Universidade de Indiana está sugerindo para prever as necessidades futuras de cuidados de saúde dos indivíduos, bem como para se preparar para responder mais rápida e efetivamente a futuras pandemias.
Por Universidade de Indiana - 12/03/2021


Construindo um gêmeo digital personalizado: Dados de várias escalas são necessários para construir representações computacionais de processos biológicos e sistemas corporais que são afetados pela infecção viral. Esses submodelos são integrados e personalizados com dados clínicos de pacientes individuais. O gêmeo digital pode então ser usado para derivar previsões sobre diagnóstico, prognóstico e eficácia e otimização de intervenções terapêuticas. Crédito: N. CARY / SCIENCE

E se você tivesse um irmão gêmeo com quem os médicos pudessem trabalhar para prever suas necessidades futuras de cuidados de saúde ou como um determinado vírus pode afetá-lo? Obviamente, não podemos fazer experiências em um clone real de nós mesmos, mas podemos pesquisar diferentes cenários com um gêmeo digital.

Essa é a solução que um pesquisador da Universidade de Indiana está sugerindo para prever as necessidades futuras de cuidados de saúde dos indivíduos, bem como para se preparar para responder mais rápida e efetivamente a futuras pandemias.

James Glazier, professor de engenharia de sistemas inteligentes na IU Luddy School of Informática, Computação e Engenharia, juntamente com os coautores James Sluka do Instituto de Biocomplexidade da IU e Reinhard Laubenbacher da Universidade da Flórida, defendem a criação de modelos matemáticos aprimorados de saúde humana e doenças usando gêmeos digitais. Eles dizem que os gêmeos digitais aplicados ao corpo humano podem levar a melhores resultados de saúde e respostas mais rápidas a novas doenças.

"Os gêmeos digitais combinam um modelo de computador que prevê como o estado de um sistema evoluirá com medições em tempo real de indivíduos", disse Glazier, cuja perspectiva foi publicada na revista Science . "A medicina, no momento, é amplamente reativa: você vai ao médico quando está doente ou depois de um grande problema. Idealmente, o que gostaríamos de fazer é prever quando haverá um problema e fazer pequenas intervenções para evitar que o problema se torne sério. "

Glazier e seus colegas sugerem que os gêmeos digitais podem ajudar a fazer previsões para a infecção viral e a resposta imunológica, o que permite o planejamento rápido de intervenções para tornar as pessoas mais saudáveis. Os gêmeos digitais permitiriam que médicos e profissionais médicos realizassem experimentos controlados e repetíveis para descobrir como os resultados diferem para várias intervenções, permitindo a seção rápida de intervenções ideais.

"A medicina carece de um componente-chave da prática científica porque você não pode realizar experimentos controlados no nível de indivíduos", disse Glazier. "Os gêmeos digitais resolvem esse problema permitindo experimentos e controles virtuais nos quais avaliamos o que acontecerá a um indivíduo específico após um tratamento específico."

"COVID-19 não é a primeira pandemia e não será a última", disse ele. "A esperança é que o trabalho que fazemos em gêmeos digitais para infecção e resposta imunológica nos dê a maioria das peças necessárias para desenvolver rapidamente modelos preditivos detalhados para diagnóstico, prognóstico e tratamento quando enfrentarmos a próxima pandemia após COVID-19."


Os gêmeos digitais também podem modelar não apenas a aparência da pandemia COVID-19 para um indivíduo, mas também como seria uma futura pandemia. Pacientes com COVID-19 podem variar drasticamente na gravidade de seus sintomas, apesar de terem o mesmo vírus. Embora várias condições pré-existentes tenham sido identificadas que podem aumentar o risco de doença grave com COVID-19, atualmente não há como prever em detalhes como um indivíduo reagirá ao ser infectado ou aos tratamentos disponíveis.

Os gêmeos digitais podem mudar isso fornecendo uma melhor compreensão do sistema imunológico de um indivíduo, bem como por que algumas vacinas induzem uma resposta imunológica forte e imediata com proteção vitalícia, enquanto outras oferecem uma resposta mais fraca e proteção dissipadora.

"A pandemia COVID-19 revelou que não entendemos o sistema imunológico bem o suficiente em nível individual para sermos capazes de projetar tratamentos ideais", disse Glazier. "Se pudermos construir modelos que sejam capazes de explorar como essas respostas imunológicas funcionam, podemos potencialmente projetar melhores estratégias de vacinação."

Glazier e seus colegas estão esperançosos de que, com mais uso de gêmeos digitais, a capacidade de lutar não apenas contra doenças conhecidas, como COVID-19, gripe e câncer, mas também contra aquelas completamente desconhecidas, será aumentada.

"COVID-19 não é a primeira pandemia e não será a última", disse ele. "A esperança é que o trabalho que fazemos em gêmeos digitais para infecção e resposta imunológica nos dê a maioria das peças necessárias para desenvolver rapidamente modelos preditivos detalhados para diagnóstico, prognóstico e tratamento quando enfrentarmos a próxima pandemia após COVID-19."

 

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