Now Reading
Los aportes de la inteligencia artificial en la lucha contra el COVID-19

El intenso esfuerzo que implica hacer frente a la crisis pandémica del COVID-19 está creando y acelerando el desarrollo tecnológico como aliado para un Sistema de Salud Universal más eficiente, si bien, las aplicaciones de las tecnologías exponenciales tienen un empleo fuerte en la salud, la situación actual ha acelerado los usos y ventajas que representan, por ejemplo, la inteligencia artificial (IA) en la organización poblacional, servicios diversos y lo más importante en este caso; las ciencias médicas.

El investigador paraguayo, Diego Galeano, PhD por la Royal Holloway, University of London, se ha especializado en esta área generando importantes aportes, específicamente en la utilización de IA para la detección y descubrimiento de fármacos cada vez más efectivos ante las enfermedades. Desde su experiencia explica: “El problema de encontrar un fármaco que funcione para alguna enfermedad no es un problema nuevo. De hecho, con el surgimiento de la IA se ha invertido mucho en investigar cómo se puede acelerar el tedioso y costoso proceso de descubrimiento de un fármaco. Se sabe que descubrir un fármaco nuevo puede tomar de 12 a 15 años y costar 1 o 2 billones de dólares. Gran parte de esta inversión va a los ensayos clínicos en humanos, que es donde existe mayor fracaso de las potenciales curas. Por tanto, cuando uno se embarca en ese proceso de descubrimiento de medicamentos se necesita de mucha paciencia y de ahí la preocupación en torno al COVID-19”.

Por otra parte, destaca que el reposicionamiento de drogas es un resultado tangible de años de investigación a nivel mundial. Este proceso permite utilizar una droga conocida y comercializada, por ejemplo, el ibuprofeno, para tratar una nueva enfermedad apelando a estudios previos que demostraron que esta es segura en humanos, así, los ensayos clínicos serán menos riesgosos y, si integramos a la IA en este proceso, se pueden predecir nuevas indicaciones para drogas comerciales.

Para ello hay que tener en cuenta, entre otras, al Machine Learning, una disciplina que crea sistemas que aprenden automáticamente, es decir, identifican patrones complejos entre millones de datos para arrojar resultados. En términos generales, podemos decirle al sistema que analice entre grandes combinaciones posibles cantidades y efectos de los fármacos para identificar las moléculas más efectivas, con menos toxicidad e incluso las proteínas asociadas a la enfermedad. Sobre este aspecto el investigador agrega: “Entre los trabajos llevados a cabo desarrollé un método de IA que predice nuevas indicaciones para drogas comerciales (esto lo publiqué el año pasado en NeurIPS, la conferencia más importante de IA). Este tipo de sistemas pueden ayudarnos a encontrar curas para el COVID-19”.

Cómo la IA y la medicina unen esfuerzos

Hay muchos otros frentes en los que la IA se está utilizado en la lucha contra el COVID-19. Entre estos, en el análisis genómico de las diferencias entre los tipos de SARS-CoV, ya que es importante conocer la enfermedad para tratarla, y la semejanza entre el SARS-CoV-2 con respecto a otros virus similares. GoogleBrain también utilizó recientemente su sistema de IA que se llama AlphaFold para inferir la estructura 3D de las proteínas del COVID-19. Tener la estructura 3D del virus es fundamental para realizar docking, una simulación computacional que nos ayuda a predecir la efectividad de los fármacos.

Existen casos en los que la IA, en conjunto con otras tecnologías, pudo hallar fármacos aplicables a enfermedades contagiosas. El Dr. Galeano destaca un caso: “Hace poco investigadores del MIT diseñaron un sistema de IA que pudo encontrar, entre miles de millones de moléculas, aquella con mayor poder antibiótico (puede matar alrededor de 35 bacterias diferentes). Además, en otro caso pudieron encontrar una nueva droga efectiva contra el tratamiento del trastorno obsesivo-compulsivo; esta última ya se encuentra en ensayo clínico en humanos”. Estos ejemplos pueden servir para entender las estrategias a utilizar durante la actual crisis.

De hecho, específicamente en el caso del COVID-19, existen dos frentes principales; entender el virus y encontrar una cura. En la primera tarea se utiliza IA para analizar datos del genoma del virus y comprender cada una de sus proteínas internas y su mecanismo de infección y replicación en la célula humana. Básicamente, el virus utiliza nuestras células sanas para replicarse, y así es como logra invadir el cuerpo humano. Conocer exactamente las proteínas que utiliza el virus para su replicación puede ayudar a encontrar una cura, ya que se pueden diseñar drogas que interrumpan el proceso de replicación del virus.

Para encontrar la cura también se utilizan técnicas de IA. El objetivo aquí es obtener un modelo, que, a partir de la estructura química de los compuestos, pueda deducir si tendrá alguna actividad contra el SARS-CoV-2. Incluso, técnicas de Deep learning están siendo utilizadas para esta tarea. 

See Also

Otros ejemplos de las ventajas de la IA aplicadas a esta crisis y cómo hoy la investigación es un deber aún más ineludible para las naciones

En el caso de Hong Kong y Singapur se utiliza una aplicación de celular para rastrear a las personas infectadas y conocer exactamente las ubicaciones. Si un infectado sale de casa, las autoridades reciben una notificación y acuden inmediatamente al sitio (puede conllevar acciones legales). Los datos ayudan luego a generar estadísticas capaces de identificar geográficamente los focos de las infecciones y posibilitar medidas precisas al respecto, optimizando al mismo tiempo los recursos de control. Este tipo de tecnologías de IA permite el control de la programación de la epidemia. 

También, valiéndose de los celulares, existen servicios de atención al cliente que, para evitar la aglomeración de sus trabajadores, utilizan plataformas de rellenado y asistentes virtuales para recabar datos, sugerir soluciones, analizar síntomas y toda información que brinde un mapeo de la situación. Por otra parte, cascos inteligentes, sistemas de videovigilancia, triangulación de señales de celulares, automóviles autónomos para trasportar medicamentos o personas y un sinnúmero de ejemplos que solo haciendo uso de la IA pueden ser condensados y ofrecer herramientas tangibles a las autoridades.

Otro aspecto analizado por el Dr. Galeano fue la evidente necesidad e importancia de un Sistema de Salud Universal accesible y de calidad, sobre este punto indica: “La situación nos deja varias enseñanzas. Una de las más importantes es respecto a cómo un país necesita invertir en investigación y en centros de prevención de epidemias. En Paraguay, por ejemplo, necesitamos una fundación que se dedique exclusivamente de estas y de enfermedades tropicales. La actual situación podría repetirse en el futuro y debemos estar preparados para enfrentar el golpe con la ciencia. Una Fundación de Enfermedades Tropicales podría ayudar al desarrollo de estrategias para emergencias epidemiológicas, el cual incluye la utilización de big data e IA para el modelado y predicción de desastres”.


© 2019 Centro de Comunicación de las Ciencias - UPAP