O CITMAga -Centro de Investigación e Tecnoloxía Matemática de Galicia-, impulsado polas tres universidades galegas, integra todas as capacidades científicas desta disciplina na nosa comunidade. Cun impacto cada vez maior nos ámbitos académico, social e económico, e cunha clara aposta pola transferencia de coñecemento á industria, estase a converter nun referente nacional e internacional.
Aplicacións biomédicas
Un dos proxectos no que está a traballar o centro é o denominado “DYNAMO-bio”, dedicado ao desenvolvemento de metodoloxías con importantes aplicacións biolóxicas e biomédicas. Está financiado polo Ministerio de Ciencia, Innovación e Universidades, e conta coa participación da Universidade de Vigo e da Misión Biolóxica de Galicia (CSIC).
O coordinador é Alejandro Fernández Villaverde, vencellado ao CITMAga e ao Departamento de Enxeñaría de Sistemas e Automática da Universidade de Vigo. O equipo de investigación está integrado por oito doutores de distintas disciplinas (enxeñaría, química, física, matemáticas e bioloxía), que contan con ampla experiencia no modelado matemático de sistemas e procesos biolóxicos e biomédicos. Colaboran con outros oito investigadores externos das universidades de Oxford (Reino Unido), Heidelberg, Kassel e Otto-von-Guericke (Alemaña), Washington (EEUU) e do INRIA Grenoble (Francia).
Modelos dinámicos
Os modelos matemáticos son unha ferramenta básica e moi poderosa da ciencia para estudar diferentes fenómenos, en particular para comprender e manipular sistemas biolóxicos complexos. Nesta liña, tal como explica o investigador, “nas ciencias exactas só se considera un fenómeno comprendido por completo cando se pode construír un modelo matemático que o describa. Así, os denominados modelos dinámicos son capaces de describir o comportamento dun sistema ao longo do tempo, o que lles permite predicir o seu estado futuro”. Segundo indica, estes modelos teñen unha grande utilidade, por exemplo para coñecer como funciona un medicamento nun paciente. Poporcionan unha comprensión máis profunda da progresión da enfermidade e dos efectos dos fármacos no organismo, o que conduce a tratamentos e intervencións máis eficaces.
Non obstante, existe a necesidade de desenvolver modelos que sexan fiables nas súas predicións. Fernández sinala que en eidos como a biomedicina e a biotecnoloxía é frecuente que os modelos matemáticos conteñan parámetros que non poden medirse directamente, polo que deben ser estimados e, se as estimacións son incorrectas, as simulacións e predicións do modelo poden ser erróneas.
“Este feito, que chamamos falta de identificabilidade, representa unha eiva importante que pode ter graves consecuencias: por exemplo, aínda que os modelos matemáticos son unha ferramenta cun gran potencial para o deseño e optimización de terapias, se o modelo non é identificable, a terapia resultante pode ser non só subóptima, senón mesmo contraproducente” -salienta-.
Controlar os niveis de glicosa en persoas con diabetes: páncreas artificiais
O equipo estudou a aplicación destes modelos para axudar a regular os niveis de glicosa en sangue das persoas diabéticas. “Están a desenvolverse uns dispositivos portátiles, os denominados páncreas artificiais, que o paciente leva consigo. Esta tecnoloxía monitoriza en tempo real a concentración de glicosa en plasma e inxecta a dose de insulina precisa para manter esa concentración no rango desexado. O cálculo da dose adecuada faise a partir dun modelo do organismo do paciente, que proporciona unha estimación sobre o seu nivel de insulina. Esta información non pode obterse directamente, xa que non resulta práctico medir a concentración de insulina. Unha falta de identificabilidade proporcionaría estimacións erróneas, o que levaría a doses inadecuadas de insulina se se usa nun páncreas artificial” -explica Alejandro Fernández-. En contraste, co modelo desenvolto polo equipo do CITMAga e o CSIC obtéñense simulacións moi precisas da concentración de insulina sen necesidade de medila directamente.
Ademais en vigoalminuto
- Vuelven los viajes a Cíes, desde este miércoles y durante todo el ‘puente de la Constitución’
- Investigadores da UVigo desenvolven métodos para axudar a controlar os niveis de glicosa en persoas diabéticas
- El Gobierno espera que el AVE Vigo-Oporto esté en 2030 y apremia a Portugal a acelerar las obras
- Glovo anuncia que cambia de modelo laboral y contratará a sus repartidores
- Adiós a la lluvia para empezar la semana
- A Deputación dá luz verde a catro convenios co Concello de Vigo para obras por valor de 5 millóns de euros
Estas ferramentas tamén se poden aplicar para estudar o crecemento dos tumores
Os investigadores están a aplicar tamén estes modelos ao estudo do crecemento dos tumores en pacientes con cancro. A finalidade é contribuír a deseñar unha terapia personalizada para cada enfermo (a través de inmunoterapia, quimioterapia, radioterapia…), reducindo o tamaño do tumor. Búscase optimizar a terapia para maximizar a destrución do tumor e que sexa o menos daniño posible para o paciente.
“Trátase, por un lado, de determinar se un modelo matemático é adecuado para predicir o crecemento do tumor logo de aplicar unha determinada terapia. E, por outro lado, desenvolver técnicas para o deseño de estratexias de control tumoral, é dicir, buscamos definir o tratamento óptimo, que sexa efectivo” -destaca o investigador-.
A disposición da comunidade científica de xeito gratuito
Estas técnicas nas que están a traballar os investigadores do CITMAga poderán implementarse en ferramentas software que se porán a disposición da comunidade científica de forma gratuíta. Os seus resultados terán aplicacións en biomedicina (en particular ferramentas, tecnoloxías e solucións dixitais para a saúde e a atención, incluída a medicina personalizada) e biotecnoloxía.
O obxectivo é poder desenvolver dispositivos e sistemas médicos precisos e confiables, mellorando o diagnóstico, os tratamentos e a xestión de pacientes. A súa integración conduce a avances na atención sanitaria, mellorando a calidade de vida e ampliando a esperanza de vida.
