Crean la primera inteligencia artificial que descubre la "red social" de una célula para tratar el cáncer

Cada célula de nuestro cuerpo está en constante comunicación con su entorno, formando una «red social» invisible de interacciones que determinan su comportamiento. Ahora, una nueva herramienta basada en inteligencia artificial (IA), llamada NicheCompass, es capaz de descifrar esta red social celular en tiempo récord. Esta tecnología pionera puede analizar rápidamente millones de células en la muestra de un paciente, predecir qué cambios moleculares sufrirá ese tejido y ayudar a personalizar tratamientos contra enfermedades como el cáncer con una precisión nunca vista.

Desarrollada por investigadores del Instituto Wellcome Sanger, el Instituto de Inteligencia Artificial para la Salud Helmholtz de Múnich y la Universidad de Würzburg, en Alemania, NicheCompass ha sido presentada a través de un estudio científico que prueba su eficacia, publicado en la revista Nature Genetics.

Las primeras reacciones sugieren que la capacidad de esta IA para identificar patrones de comunicación celular podría revolucionar el diagnóstico y tratamiento del cáncer de mama y pulmón, al revelar cómo interactúan las células cancerosas con su entorno y responder a distintas terapias.

Un modelo de IA con un enfoque nuevo

Las técnicas actuales de genómica unicelular han permitido mapear el cuerpo humano con una precisión sin precedentes, pero la interpretación de estos datos sigue siendo un desafío. NicheCompass aprovecha el poder de la IA generativa para analizar estas interacciones y clasificarlas en vecindarios celulares. Esto genera una base datos visual que combina información genómica sobre tipos de células, dónde se encuentran y cómo se comunican.

«Disponer de una enorme cantidad de datos sobre el cuerpo humano es crucial para encontrar nuevas formas de comprender, prevenir y tratar las enfermedades. Sin embargo, también necesitamos herramientas que nos permitan acceder a todos los beneficios que esta información podría aportar», explica Sebastian Birk, del Instituto Helmholtz de Múnich y el Instituto Wellcome Sanger.

Uno de los aspectos más innovadores de esta tecnología es su rapidez. Según el estudio que se publica hoy, en tan solo una hora NicheCompass pudo analizar datos de pacientes con cáncer de pulmón y mama para identificar diferencias y similitudes clave.

«Gracias a NicheCompass, hemos podido observar las diferencias en el modo en que las células inmunitarias interactúan con los tumores de cáncer de pulmón en los pacientes», señala el Dr. Carlos Talavera-López, de la Universidad de Würzburg.

La IA descubrió cambios en los tejidos de los pacientes y cómo ciertas personas pueden responder de forma diferente a varios tratamientos. En última instancia, esta información podría ayudar a desarrollar planes terapéuticos personalizados y mejorar su eficacia en enfermedades como el cáncer.

Medicina personalizada a través de la IA

El estudio demostró que esta IA puede detectar alteraciones genéticas en el tejido canceroso que podrían ser objetivos terapéuticos. Además, su aplicación no se limita al cáncer. Los investigadores probaron la herramienta en un atlas cerebral de ratón con 8,4 millones de células, logrando mapear con precisión las estructuras del cerebro. Esto abre la puerta a su uso en enfermedades neurológicas y otros trastornos complejos.

El Dr. Mohammad Lotfollahi, coautor principal del estudio, compara el funcionamiento de NicheCompass con una red social digital: «La gente suele comunicar a sus redes información muy diversa. Puede que compartan novedades del trabajo o fotos de sus vacaciones y, aunque se las envíen a distintos amigos, todas ellas se pueden rastrear hasta una sola persona».

Según él, «la comunicación de célula a célula es similar: las células pueden utilizar distintas funciones para comunicarse con su red social, creando comunidades o redes en su área local». Gracias a la capacidad de análisis de la IA, los investigadores pueden hacer preguntas específicas sobre enfermedades y encontrar patrones que ayuden a predecir respuestas a tratamientos.

Un futuro con tratamientos más efectivos

La aplicación de NicheCompass podría transformar la manera en que se diagnostican y tratan distintas enfermedades. Los oncólogos podrán usar esta IA para predecir cuáles serán los tratamientos más eficaces para cada paciente, optimizando la medicina personalizada y reduciendo efectos secundarios innecesarios.

El cáncer sigue siendo una de las principales causas de muerte en el mundo, y la clave para combatirlo está en la detección temprana y en la aplicación de tratamientos dirigidos. Con herramientas como esta, la IA podría convertirse en una aliada indispensable en la lucha contra esta enfermedad.

«En el futuro, NicheCompass podría ayudar a descubrir nuevas formas de aprovechar el sistema inmunitario en determinados tipos de cáncer, creando tratamientos personalizados que potencien el sistema inmunitario del paciente para atacar directamente los mecanismos del cáncer», concluye el Dr. Talavera-López.