Com els avatars poden predir l’èxit d’un tractament

Avatarés una pel·lícula de James Cameron estrenada el 2009 que segurament tothom coneix perquè té l’honor de ser la més taquillera de la història. Els otakus sabran que abans ja es deia així una sèrie de dibuixos animats sobre uns escollits que poden manipular els quatre elements. Totes dues franquícies prenen el nom d’un mot en sànscrit que s’usava en l’hinduisme per descriure l’encarnació terrenal d’un Déu o esperit, i que en el segle XXI s’ha popularitzat perquè es fa servir habitualment per designar la representació d’un usuari en el món digital. És també aquesta idea la que ha inspirat l’accepció científica de la paraula avatar per definir qualsevol sistema que permeti modelar el que passa en un organisme quan rep un tractament. D’avatars mèdics n’hi ha de molts tipus, des dels digitals als biològics. El més recent, publicat en un article a Nature fa unes setmanes, és un miniòrgan fet a partir de cèl·lules mare de pacients que serveix per predir si funcionarà o no un nou tractament contra malalties genètiques rares.

La idea d’usar avatars en un context clínic cada cop és un concepte més habitual, sobretot per controlar malalties com el càncer, perquè un dels grans problemes de la medicina sempre ha sigut com predir qui respondrà o no a un tractament. Els humans tenim una fisiologia prou diferent perquè un fàrmac capaç de curar una persona no li faci res a una altra o fins i tot resulti tòxic per a una tercera. Els motius que expliquen aquestes reaccions tan variades són complexes, i normalment desconeguts. Per això l’alternativa és fer una simulació que anticipi com respondrà el cos a cert compost químic. I aquí és on entren en joc els avatars.

Impuls gràcies a la IA

L’explosió de la intel·ligència artificial ha permès avançar en la idea de crear avatars digitals que recapitulin el comportament d’un organisme en l’entorn d’un ordinador (el que es coneix com a digital human modeling). Tot i que ja es comencen a fer servir, la tecnologia encara té limitacions importants, perquè els paràmetres que cal controlar per modelar el comportament del cos humà a escala bioquímica i fisiològica són massa nombrosos. Per això s’ha recorregut a l’alternativa de crear avatars biològics, que ja porten incorporada molta d’aquesta informació i són una aproximació més acurada de la realitat.

Per construir aquesta mena d’eines, l’ingredient essencial són les cèl·lules, la unitat bàsica de la vida. Però amb això no n’hi ha prou: han d’estar en un entorn prou semblant al que tenen dins el cos perquè les reaccions siguin tan realistes com sigui possible. Aquest objectiu es pot aconseguir principalment de dues maneres: creant miniòrgans (també anomenats organoids) en un plat de cultiu o inserint cèl·lules humanes en animals (que poden ser des d’un ratolí a una mosca).

Del primer tipus és l’avatar descrit a Nature pel grup del doctor Scott T. Younger, de la Universitat de Missouri-Kansas, que consisteix en mini cors i músculs formats usant cèl·lules pluripotents induïdes, molt semblants a les cèl·lules mare, generades a partir de la sang de nens que pateixen la malaltia de Duchenne. Es tracta d’una degeneració muscular progressiva d’origen genètic que recentment s’ha tractat amb una teràpia gènica a base d'ARN. Però l’èxit de la teràpia depèn de com hi responen les cèl·lules del pacient. Els organoids, que estan fets de múscul, sembla que pronostiquen qui se'n beneficiarà, del tractament, ja que es pot mesurar com els millora la contracció de les fibres.

Tot i la seva utilitat, els organoids no deixen de ser una versió primitiva i condensada d’un òrgan i, per tant, tenen un recorregut limitat com a avatars. Una alternativa més fidedigna és la d’usar animals als quals se’ls transfereixen cèl·lules del pacient. En aquest cas, l’avantatge és disposar d’un organisme sencer que proporciona a l’implant un entorn similar al del cos humà. Precisament està a punt de començar a Portugal el primer assaig clínic amb avatars fets amb embrions de peix zebra, una espècie molt usada en recerca, dirigit per la doctora Rita Fior, de la Fundació Champalimaud.

Experiments anteriors ja han demostrat que aquests peixos, als quals se’ls implanten cèl·lules malignes d’un pacient, reprodueixen la resposta d'un pacient a un tractament contra el càncer de còlon en 50 de cada 55 casos. Fins i tot anticipen quins tumors tenen més probabilitats de donar metàstasi. Els resultats s’obtenen en uns deu dies, que és més ràpid (i més econòmic) del que es pot fer amb ratolins, una mena de models que, en principi, serien biològicament més propers a nosaltres.

Els avatars es poden convertir en una eina important en el desenvolupament del que s’ha anomenat medicina personalitzada, que busca trobar el millor tractament per a cada pacient. De moment, són procediments costosos i complicats, per això es reserven per a situacions especials, però esperem que trobem la manera de popularitzar una estratègia que té el potencial de millorar molt l’eficàcia dels tractaments a la vegada que n’evita els efectes secundaris.