El padre que quiere mejorar el diagn¨®stico de enfermedades raras con inteligencia artificial

La vida de Juli¨¢n Isla dio un tr¨¢gico giro hace ahora diez a?os. Sergio, su hijo peque?o, empez¨® a mostrar a los tres meses de edad los primeros s¨ªntomas de una enfermedad compleja y los m¨¦dicos no eran capaces de dar con la causa. Ocho meses despu¨¦s, se supo que el ni?o ten¨ªa el s¨ªndrome de Dravet, una encefalopat¨ªa epil¨¦ptica que se manifiesta en el primer a?o de vida.

Isla ¨Cque trabaja como responsable de recursos de consultor¨ªa de datos e inteligencia artificial (IA) en Microsoft Espa?a¨C cuenta que, ¡°por desgracia, antes de ser diagnosticado correctamente, a Sergio le prescribieron un medicamento que estaba contraindicado para la enfermedad que a¨²n no se sab¨ªa que ten¨ªa¡±.

Despu¨¦s de tomarlo, ¡°comenz¨® a sufrir docenas de crisis epil¨¦pticas al d¨ªa. El da?o cerebral que esto le pudo ocasionar es algo que no sabemos, pero lo que es seguro es que lo hubi¨¦semos podido evitar con un diagn¨®stico temprano¡±, lamenta.

Antes de ser diagnosticado correctamente, a Sergio le prescribieron un medicamento contraindicado que tuvo efectos devastadores

Los pacientes de enfermedades raras ¡°necesitan aproximadamente entre cinco y seis a?os para tener un diagn¨®stico adecuado y visitar hasta siete especialistas. Y, a pesar de todo, m¨¢s de la mitad se quedan sin diagnosticar¡±, subraya. Un dato que corroboraba Mark Caulfield, responsable del Proyecto 100.000 Genomas en la sanidad p¨²blica brit¨¢nica (NHS), en una reciente entrevista con Sinc.

¡°La raz¨®n fundamental para estas carencias es que hasta hace poco ¨Co incluso hasta hoy¨C el an¨¢lisis de la informaci¨®n gen¨¦tica [el 80 % de las enfermedades raras son gen¨¦ticas] era un proceso caro y trabajoso que ten¨ªan que hacer manualmente los profesionales biom¨¦dicos en los laboratorios de an¨¢lisis gen¨¦tico¡±, explica Isla.

Aprovechar la potencia de las m¨¢quinas

As¨ª que, en medio del sufrimiento y la desesperaci¨®n, este ingeniero se pregunt¨® por qu¨¦, ¡°en una era marcada por la tecnolog¨ªa, los m¨¦dicos no estaban usando la potencia de los ordenadores y de los datos en el diagn¨®stico de las enfermedades raras¡±. Y comenz¨® a darle vueltas a lo que ¨¦l personalmente podr¨ªa hacer para mejorar esta situaci¨®n.

¡°Claro que lo primero que intentas es buscar una cura para la enfermedad rara de tu hijo hasta que te das cuenta de que es una labor muy complicada que llevar¨¢ mucho tiempo. Luego me plante¨¦ c¨®mo podr¨ªa servirme de los recursos tecnol¨®gicos que tengo como ingeniero de software de Microsoft para ayudar a crear una plataforma computacional que usara la inteligencia artificial y contribuir a cambiar este escenario¡±.

La pregunta que se hizo era ¡°si se podr¨ªa utilizar la IA para resolver un problema que a los humanos nos cuesta mucho trabajo ahora mismo, que es analizar el genoma de una persona, ver las variantes o mutaciones que pueda tener e intentar encontrar las relaciones entre esas mutaciones y los s¨ªntomas. Se tiene la percepci¨®n de que las m¨¢quinas van a poder hacer todo y no es as¨ª, pero para c¨¢lculos intensivos y de b¨²squeda de patrones s¨ª son muy buenas. Y el an¨¢lisis de informaci¨®n gen¨¦tica es un buen campo de aplicaci¨®n¡±, subraya.

Manos a la obra

Para poner en marcha el proyecto, Juli¨¢n Isla junt¨® a un grupo de hombres y mujeres relacionado con el mundo de la tecnolog¨ªa y la sanidad y cre¨® en 2017 Fundaci¨®n 29, una organizaci¨®n sin ¨¢nimo de lucro, que toma su nombre del D¨ªa Internacional de las Enfermedades Raras, que se celebra el 29 de febrero.

Un equipo de empleados y voluntarios de esta fundaci¨®n, liderados por Isla, ha sido el responsable del dise?o de Dx29, una herramienta basada en inteligencia artificial y creada para servir de apoyo a los m¨¦dicos en el diagn¨®stico.

Seg¨²n detalla el ingeniero de software, ¡°el proceso comienza con la identificaci¨®n y codificaci¨®n autom¨¢tica de los s¨ªntomas a partir de los informes m¨¦dicos. Luego Dx29 permite a los m¨¦dicos abstraerse de la complejidad de la identificaci¨®n de genes, simplemente seleccionando los s¨ªntomas que el motor de inteligencia artificial propone como m¨¢s probables¡±.

En el paso final, ¡°una vez que se han comparado suficientes s¨ªntomas con la informaci¨®n gen¨¦tica, la herramienta presenta una lista clasificada de condiciones potenciales para que el m¨¦dico las eval¨²e y decida c¨®mo actuar¡±. Todo este proceso ¨Ca?ade¨C ¡°no lleva m¨¢s de diez minutos¡±

Lo que hace Dx29 es facilitar y automatizar el an¨¢lisis gen¨¦tico. ¡°Cualquier m¨¦dico que sea capaz de identificar s¨ªntomas y describirlos la puede utilizar¡±, asegura.

La plataforma ¨Cexplica¨C ¡°consta de dos componentes fundamentales, uno de ellos es la computaci¨®n en la nube que Microsoft ha donado para el proyecto. Y luego est¨¢ la tecnolog¨ªa de los propios algoritmos introducidos en el proceso de an¨¢lisis, en cuyo desarrollo hemos colaborado con varios centros de investigaci¨®n punteros en el mundo¡±.

Por ejemplo, ¡°el sistema de extracci¨®n de s¨ªntomas est¨¢ basado en un algoritmo de deep learning,desarrollado junto al Hospital Pedi¨¢trico de Toronto. La herramienta de priorizaci¨®n de genes la hemos hecho con un consorcio de investigadores de Europa y EE UU, llamado The Monarch Initiative. Y para el algoritmo que permite hacer esa priorizaci¨®n cuando no tienes informaci¨®n gen¨¦tica del paciente, hemos trabajado con la Universidad de California¡±.

Eficacia del 80 % en la fase beta

Isla dice que Dx29 ya est¨¢ abierta para poder ser probada en modo de beta. De hecho, se?ala, ¡°varias instituciones espa?olas, entre ellas, el Hospital La Paz de Madrid, lo ha empleado con pacientes ya diagnosticados y ha mostrado una eficacia del 80 %¡±.

Ahora Isla y su fundaci¨®n est¨¢n preparando las pruebas cl¨ªnicas de la herramienta con el NHS brit¨¢nico y con los sistemas p¨²blicos de salud de la Comunidad de Madrid, de Pa¨ªs Vasco y Catalu?a. En total probar¨¢ su eficacia con 600 pacientes ya diagnosticados.

Seg¨²n comenta, las pruebas con pacientes tienen adem¨¢s otra funci¨®n, que es la de ayudar a depurar la informaci¨®n sobre las enfermedades raras. ¡°Hay un tema muy preocupante y es que las bases de datos generales ¨Cque son las que se utilizan para herramientas de diagn¨®stico gen¨¦tico¨C se han ido construyendo a lo largo de los a?os por t¨¦cnicos que no eran m¨¦dicos, aunque usaran documentaci¨®n m¨¦dica. Y hemos encontrado muchos errores¡±.

Por ello, agrega, ¡°queremos utilizar la informaci¨®n que nos faciliten los pacientes y sus familias para que nos permita perfilar bien las enfermedades raras. Si cada paciente nos ayuda a identificar los s¨ªntomas y las caracter¨ªsticas de su enfermedad, la herramienta ser¨¢ m¨¢s precisa¡±.

Colaboraci¨®n de pacientes y familias

Dx29 est¨¢ tambi¨¦n disponible para pacientes, o sus familias, desde el siete de junio. ¡°Lo que pueden hacer, aquellos que ya tengan diagn¨®stico, es ayudarnos a definir su fenotipo ¨Csus s¨ªntomas¨C para que la plataforma aprenda y pueda ayudar a encontrar pacientes como ellos m¨¢s r¨¢pido¡±.

Esto es fundamental ¡°porque si la IA parte de datos que son incorrectos va a producir resultados err¨®neos. Ahora mismo hay demasiado dato que limpiar desde el punto de vista de descripci¨®n de la enfermedad. Y ese es un terreno fant¨¢stico para que los pacientes nos ayuden¡±, destaca.

Pero para que el proyecto sea viable se necesita ¨Ccomo siempre¨C financiaci¨®n. Isla insiste en que la misi¨®n de Dx29 es ¡°romper la barrera del diagn¨®stico de las enfermedades raras y para que eso suceda hay que democratizar el acceso. Queremos que un m¨¦dico de atenci¨®n primaria que no cuente con grandes medios la pueda utilizar. As¨ª que tenemos que articular los mecanismos para que la plataforma pueda ser financiada a largo plazo. Hasta ahora, esto ha salido adelante solo con nuestro esfuerzo personal¡±, remarca.

¡°Estamos preparando las pruebas cl¨ªnicas con 600 pacientes en hospitales del NHS brit¨¢nico y la sanidad p¨²blica de Madrid, Pa¨ªs Vasco y Catalu?a¡±

Juli¨¢n Isla cuenta que cuando su hijo enferm¨® hace ya diez a?os ¡°era muy ingenuo y pensaba que las cosas eran as¨ª, que el diagn¨®stico era dif¨ªcil y llevar¨ªa su tiempo. Confiaba bastante en la capacidad de los m¨¦dicos para poder hacerlo, pero no me daba cuenta de que no ten¨ªan medios adecuados para la detecci¨®n de una dolencia rara. Se basaban en su propio ojo cl¨ªnico, en su experiencia y en estos casos muchas veces no es suficiente¡±.

Por eso ¨Cdice¨C ¡°hemos dedicado tanto esfuerzo a poner en marcha una plataforma como Dx29¡±. Yo estuve ocho meses sin saber que le pasaba a mi hijo. Si los m¨¦dicos hubieran tenido esta herramienta en ese momento, lo podr¨ªan haber sabido en cuesti¨®n de minutos¡±.

La batalla desde m¨²ltiples frentes

Isla, adem¨¢s de liderar el dise?o de esta nueva herramienta, batalla en m¨²ltiples frentes para contribuir al mejor tratamiento de las enfermedades raras. Entre otras cosas, participa en el comit¨¦ que da la designaci¨®n de medicamento hu¨¦rfano a nuevas terapias para estas patolog¨ªas en la Agencia Europea del Medicamento y es miembro del comit¨¦ cient¨ªfico asesor del Centro de Investigaci¨®n Biom¨¦dica en Red de Enfermedades Raras(CIBERER).

Tambi¨¦n es director cient¨ªfico de la Federaci¨®n Europea de S¨ªndrome de Dravet, una organizaci¨®n que agrupa a pacientes y cuidadores de personas con esta enfermedad en diecis¨¦is pa¨ªses europeos.

La situaci¨®n actual de Sergio ¨Ccuenta¨C ¡°es complicada, tiene una enfermedad con una sintomatolog¨ªa muy severa para lo que es normal en s¨ªndrome de Dravet. Es dif¨ªcil. Si yo hago todo esto, es por evitar que otros padres y madres tengan que pasar lo mismo por lo que yo pas¨¦ hasta que tuvimos el diagn¨®stico¡±.

Ante la pregunta de c¨®mo le da la vida para hacer tantas cosas, Juli¨¢n Isla dice que cuando se tiene un hijo con una enfermedad tan severa ¡°la herida vital es tan profunda que a veces la capacidad de dar a otros es la ¨²nica forma de aliviar esa herida. De ah¨ª sale la energ¨ªa¡±.