Modelización y simulación de la medicina de precisión cardiaca
En el sistema sanitario español existe una necesidad urgente de centrarse en los millones de personas con enfermedades de baja prevalencia y ultrarraras, causadas por mutaciones. Aunque las pruebas genéticas han mejorado el manejo clínico de los trastornos cardíacos relacionados con las mutaciones, está lejos de estar resuelto y continuamente se notifican eventos cardíacos arritmogénicos. La arritmogénesis también suele atribuirse a patologías como la fibrilación auricular, la isquemia miocárdica o la insuficiencia cardiaca. La fibrilación auricular (FA) es la más frecuente, responsable de ictus, tromboembolias, insuficiencia cardiaca y miocardiopatía inducida por taquicardia. En la insuficiencia cardiaca (IC), el músculo cardiaco es incapaz de bombear suficiente sangre. Esta patología suele ir acompañada de alteraciones en el sistema de conducción cardiaca, como bloqueo de rama izquierda o bloqueo de rama derecha, que llevan a una contracción ventricular asincrónica y reducen aún más la fracción de eyección del ventrículo izquierdo. Por último, la isquemia miocárdica aguda es una patología potencialmente mortal que produce más de 7 millones de muertes en el mundo. La mayoría de estos fallecimientos corresponden a muertes cardiacas súbitas relacionadas con arritmias letales, especialmente la fibrilación ventricular.
La medicina de precisión ayuda a diseñar tratamientos personalizados, basados en la administración de fármacos o en dispositivos médicos, para acabar con estas arritmias, sin embargo, el tiempo y el coste del desarrollo de estas terapias es muy elevado.
En este proyecto se abordará la medicina de precisión para ayudar a la investigación y el desarrollo terapéutico cardiaco mediante la modelización y la simulación. Utilizando datos clínicos proporcionados por los clínicos del consorcio, generaremos poblaciones de modelos cardíacos electrofisiológicos y electromecánicos teniendo en cuenta características específicas del paciente, como el sexo, la anatomía, la electrofisiología y la mecánica (en colaboración con el subproyecto 4). También se integrarán las condiciones patológicas de pacientes con enfermedades genéticas, FA, IM e IC. Estos modelos se validarán y probarán en colaboración con los socios clínicos del subproyecto 3. También generaremos modelos de una amplia gama de terapias, como fármacos, ablación y nuevos enfoques de terapia de resincronización, para realizar ensayos clínicos in silico y evaluar su eficacia. También se evaluará la seguridad cardiaca de los fármacos mediante ensayos clínicos in silico en presencia de las patologías consideradas en el proyecto. En colaboración con el subproyecto 2 se definirán nuevos biomarcadores, a partir de datos clínicos y del resultado de nuestras simulaciones, que se integrarán en algoritmos de aprendizaje automático para evaluar mejor la seguridad y la eficacia, así como la estratificación del riesgo.
Los miembros de este proyecto son líderes científicos en modelización cardiaca y tienen experiencia en la colaboración con equipos clínicos asegurando el éxito en la ejecución del subproyecto. Los resultados de estos ensayos in silico y de la medicina de precisión basada en M&S ayudarán en la orientación clínica y el diagnóstico relacionados con enfermedades cardiacas, así como en la reducción de tiempo y costes en el diseño de dispositivos eléctricos o el desarrollo de fármacos para tratamientos cardiacos.
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