La revolución de la inteligencia artificial en la investigación del cáncer ya ha comenzado, aseguran Valencia, Oliver y Blasco
Madrid, 24 de septiembre 2024
- Alfonso Valencia y Nuria Oliver han participado en el acto público organizado por el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en CaixaForum Madrid, con motivo del Día Mundial de la Investigación del Cáncer
- Valencia dirige el Departamento de Ciencias de la Vida del Barcelona Supercomputing Center (BSC). Oliver, pionera de la investigación en inteligencia artificial (IA), es directora de la Fundación ELLIS Alicante.
- “Estamos viviendo una revolución y el impacto en la investigación es claramente visible”, ha dicho Valencia. “Tenemos más datos y de más calidad que nunca, y capacidad para analizarlos”.
Alfonso Valencia Barcelona Supercomputing Center (BSC), Director Departamento de ciencias de la vida
Barcelona Super Computing Center
“En diez años es probable que la inteligencia artificial esté integrada en sistemas de soporte de decisiones clínicas, que evalúen en tiempo real los datos del paciente y permitan ajustar los tratamientos de forma dinámica”, dice Alfonso Valencia, pionero de la biología computacional en España y referente internacional en el área. En el futuro que él imagina, las enfermedades pueden prevenirse con la ayuda de sistemas inteligentes de monitorización individualizada y continua.
Maria Blasco
Para Maria Blasco, directora científica del CNIO, la inteligencia artificial “es una herramienta que supondrá un enorme apoyo a la investigación y la acelerará, ayudando a diagnosticar y tratar el cáncer”. Para el CNIO, la IA es ya una realidad en áreas como el análisis genómico y de big data; el análisis de imágenes; la predicción de estructuras de proteínas; y el descubrimiento de fármacos antitumorales.
En el acto en CaixaForum Blasco anunció la creación de un nuevo programa de Inteligencia Artificial en el CNIO, con nuevos grupos de investigación y con capacidad de dar soporte de manera transversal a toda la investigación en el centro. Ha sido posible gracias a una dotación de 4.6 millones de fondos europeos NextGenerationEU para el fomento del talento digital (gestionados por Red.es, del Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública).
“Las prioridades científicas del CNIO siempre han ido evolucionando en paralelo con los cambios en los paradigmas científicos y las nuevas tecnologías. La inteligencia artificial es uno de estos nuevos paradigmas”, dijo Blasco.
Con la directora del CNIO, Maria A. Blasco, han explicado cómo la IA está ya cambiando el diagnóstico y el tratamiento del cáncer y otras enfermedades
Un ejemplo concreto de aplicación de la IA en el CNIO será el análisis de los más de 12.000 genomas de personas en España, que se secuenciarán gracias al nuevo equipo avanzado del CNIO. La acción forma parte del proyecto Genome of Europe, en el que también participan desde España el Instituto de Salud Carlos III (ISCiii); el CNAG (Centro Nacional de Análisis Genómico) y el CIBER (Centro de Investigación Biomédica en Red).
El CNIO ayudará a mejorar la prevención y el diagnóstico personalizado del cáncer con la ‘máquina de leer genes’ más potente Crédito: @CireniaSketches / CNIO
La revolución de la inteligencia artificial en la investigación del cáncer
Simulación avanzada del comportamiento de un tumor
Alfonso Valencia,
Alfonso Valencia ha hablado de un futuro en que la IA ayude a anticiparse a las enfermedades y, cuando aparecen a diagnosticarlas con la máxima precisión, y a definir el mejor tratamiento, un futuro que ya se está construyendo. El propio Valencia, en el Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC), aspira a desarrollar ‘copias virtuales’ de los pacientes, gemelos digitales, en términos técnicos. “El problema es que hacer copias de la realidad es muy complejo”, reconoce.
Para simular una persona completa serían necesarias cantidades ingentes del tipo de información que define su biología –datos de sus genes, de sus proteínas, de la manera en que interaccionan sus proteínas entre ellas y con el ambiente…–, y también su comportamiento. Sobre el modelo digital que se construiría con esos datos se podría desde probar posibles tratamientos para su enfermedad, hasta prever metástasis y eventuales recaídas.
¿Estamos a 100 años de distancia de eso? ¿A 50? “No lo sabemos”, dice Valencia, “pero la pregunta que me hago es cómo podemos acelerar el proceso. No tenemos aún un modelo de una paciente completa, pero sí lo tenemos de partes de ella: de su corazón, por ejemplo, o de su tumor, de cómo este va evolucionando”.
No es todavía un modelo que reproduce “exactamente” un cáncer, pero por ahora basta con que sea “lo bastante bueno como para generar hipótesis que puedan validarse experimentalmente”, prosigue.
El modelo que han desarrollado en el BSC “era imposible hace solo cinco años, porque no teníamos el software, no teníamos los datos y no teníamos la capacidad de cálculo”, dijo Valencia. Aun así, “estamos solo en el principio”. Por ahora los modelos que simulan las células son distintos de los que simulan los órganos, y de los que simulan el comportamiento de todo el organismo. El reto es poder integrar los tres tipos de modelo.
Desafíos: garantizar el acceso a los datos, y su interoperabilidad
Aún hay muchos retos por delante. El principal, afirma Valencia, “es el propio acceso a los datos del sistema de salud para la investigación, junto con la dificultad de hacerlos coherentes e interoperables. También se deben abordar cuestiones sobre la regulación y evaluación de los métodos basados en IA, así como la formación de los profesionales de la salud en estas nuevas tecnologías”.
Nuria Oliver
Los aspectos éticos de la IA son un desafío en sí mismo. De ellos habló Nuria Oliver, para quien “cualquier acercamiento a la IA debe considerar cinco pilares fundamentales: tecnológico, regulatorio, ético, educacional y económico”.
Su receta, y la de la Fundación ELLIS Alicante que dirige, para una IA que se convierta en “lo mejor que le suceda a la humanidad” se base en el acrónimo FATEN: F de fairness o justicia; A autonomía o atribución de responsabilidad, es decir, “claridad respecto a la atribución de responsabilidad de las consecuencias de las decisiones algorítmicas”; y de augmentation o aumento de la inteligencia humana, “de manera que los sistemas de inteligencia artificial se utilicen para aumentar o complementar la inteligencia humana, no para reemplazarla”.
“T de trust o confianza, y de transparencia; E de educación y de equidad; y N de no maleficiencia, es decir, minimizar el impacto negativo que pueda derivarse del uso de las decisiones algorítmicas”, explicó Oliver.
“Es importante aplicar un principio de prudencia, garantizar la seguridad, fiabilidad y reproducibilidad de los sistemas, preservando siempre la privacidad de las personas”, dijo Oliver. “Solamente cuando respetemos estos requisitos seremos capaces de avanzar y conseguir una inteligencia artificial socialmente sostenible, por y para las personas”.
Proyección del cortometraje Siempre+Positivo
El acto, realizado con el apoyo de la Fundación ‘la Caixa’, incluyó una mesa redonda, en la que se unieron a los ponentes Miguel Calero, subdirector general de Servicios Aplicados, Formación e Investigación del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), e Ignacio Astilleros, directivo de la empresa tecnológica Openchip y miembro de la iniciativa filantrópica Amigos/as del CNIO.
La presentación y moderación del acto estuvo a cargo de la periodista de ciencia Pampa García Molina, directora del Science Media Centre España. La revolución de la inteligencia artificial en la investigación del cáncer
La Inteligencia Artificial en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO)
La comunidad investigadora reconoce la llegada de la inteligencia artificial (IA) como una revolución, un “cambio de paradigma” que afecta a todos los ámbitos de la investigación. En oncología ya se está usando para detectar y diagnosticar mejor el cáncer, y en el desarrollo de tratamientos más eficaces y con menos efectos secundarios. Pero es solo el principio.
El Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) usa IA en áreas como análisis genómico y de ‘big data’; análisis de imágenes; predicción de estructuras de proteínas; y descubrimiento de fármacos antitumorales. Y pronto contará con una nueva unidad de inteligencia artificial gracias a una de fondos europeos NextGenerationEU para el fomento del talento digital (gestionados por Red.es, del Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública).
Personal del CNIO a la entrada del centro-Laura M. Lombardía. CNIO
Para Maria A. Blasco, directora científica del CNIO, “la IA es esencial para poder diagnosticar y tratar el cáncer más eficientemente. Las prioridades científicas del CNIO siempre han ido evolucionando en paralelo con los cambios en los paradigmas científicos y las nuevas tecnologías. La inteligencia artificial es uno de estos nuevos paradigmas”.
Estas son algunas aplicaciones de la IA en los programas del CNIO:
La revolución de la inteligencia artificial en la investigación del cáncer
- Desarrollo de nuevos fármacos. El programa de Terapias Experimentales del CNIO investiga para descubrir y desarrollar nuevos fármacos antitumorales. Para su director, Joaquín Pastor, la inteligencia artificial “tiene el potencial de revolucionar el proceso de descubrimiento de fármacos, haciéndolo más rápido, barato y eficiente”. En el CNIO, la IA ayuda al cribado y diseño de fármacos, a la predicción de polifarmacología –fármacos que actúan sobre diferentes dianas a la vez– y a la reutilización de fármacos, entre otras aplicaciones.
Comienza-el-mayor-proyecto-espanol-para-identificar-genes-que-aumentan-el-riesgo-de-desarrollar-cancer.
La revolución de la inteligencia artificial en la investigación del cáncer
- Identificar nuevas dianas: “La IA está permitiendo, por ejemplo, diseñar proteínas artificiales, que no han existido antes en la naturaleza, y que podemos utilizar en el desarrollo de nuevas terapias, para interferir con máquinas celulares específicas”. Óscar Llorca, director del programa de Biología Estructural del CNIO.
- Encontrar la información relevante en el mar de datos: “La cantidad y complejidad de los datos biológicos que manejamos [miles de variables, decenas o cientos de muestras], la IA nos ayuda en su análisis, desde la detección de muestras de baja calidad hasta la detección de patrones o la contextualización de los resultados”. Leonardo Daniel Garma, investigador en la Unidad de Investigación Clínica de Cáncer de Mama del CNIO. Este grupo lidera el proyecto ‘Gemelas Digitales’, que busca 300 mujeres con cáncer avanzado para crear modelos virtuales de su enfermedad, que podrán ayudar a futuras pacientes.
- Abrir vías de investigación, al asociar distintas clases de datos. Las tecnologías más utilizadas en investigación oncológica, como la genómica y la proteómica o las tecnologías de imagen generan cantidades ingentes de datos. La IA es esencial para extraer de ellos conclusiones válidas, “pero además ayuda a relacionar datos procedentes de muy diversas tecnologías, lo cual representa una dimensión adicional del análisis de datos, sin precedentes en la historia”. Fernando Peláez, director del programa de Biotecnología del CNIO.
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María Currás, Fátima Al-Shahrour, Mercedes Robledo, Óscar Llorca y Sandra Rodríguez-Perales (de izda. a dcha.) lideran la participación del CNIO en IMPACT_VUSCan. /Laura M. Lombardía. CNIO
Saber cómo evolucionará el tumor. En el programa de Genética del Cáncer Humano emplean IA para predecir el pronóstico de los tumores a partir de la expresión de listas de genes o firmas moleculares, y a partir de patrones analizados en secciones completas de tumores, explica Mercedes Robledo, jefa de Cáncer Hereditario del CNIO. Su grupo participa en el proyecto IMPact-VUSCan, que recurre a la IA para clasificar variantes genéticas que podrían estar relacionadas con el origen de tumores.
Eliminación selectiva de células cancerosas mediante ‘jaulas’ moleculares
Alterar constantemente los biorritmos aumenta el riesgo de cáncer