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Modelos personalizados de IA mejoran el tratamiento de tumores cerebrales

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Un estudio del grupo BDSLab del Instituto Itaca de la Universitat Politècnica de València destaca la importancia de personalizar las tecnologías de inteligencia artificial (IA) para optimizar el tratamiento y segmentación de glioblastomas, uno de los tumores cerebrales más agresivos.

Importancia de la Segmentación en Tumores Cerebrales

Publicado en el International Journal of Medical Informatics, el estudio, liderado por Juan M. García y Elies Fuster, revela que la resonancia magnética ha transformado el diagnóstico y tratamiento de tumores cerebrales, facilitando el acceso a información crucial para las intervenciones quirúrgicas. Sin embargo, la segmentación manual de imágenes puede ser compleja y propensa a errores, lo que subraya la necesidad de modelos automáticos precisos.

Ventajas de los Modelos Personalizados

Los avances en el aprendizaje profundo, particularmente las redes neuronales convolucionales (CNN), han permitido desarrollar modelos automáticos que segmentan los tumores de manera rápida y precisa. La investigación analizó cómo la variabilidad de los datos entre diferentes centros médicos, conocida como ‘dataset shift’, puede afectar la precisión de estos modelos.

F. Javier Gil-Terrón, autor principal del estudio, explica que “los modelos personalizados abordan las características únicas de cada centro, lo que es esencial en la segmentación de tumores cerebrales, donde la precisión diagnóstica influye en las decisiones terapéuticas”.

Adaptación a la Realidad de Cada Centro Médico

El estudio utilizó el conjunto de datos BraTS 2021, que incluye más de 1.200 casos de 23 centros médicos. Se desarrollaron y compararon 155 modelos basados en redes neuronales convolucionales para evaluar su desempeño. “La personalización optimiza el rendimiento y permite a los centros de salud beneficiarse de herramientas más confiables”, añade Gil-Terrón.

Los investigadores concluyen que la inteligencia artificial debe ser vista como una herramienta flexible y adaptable, ajustada a las necesidades específicas de cada entorno clínico. Adaptar los modelos a la realidad de cada centro no solo mejora la precisión, sino que también facilita su implementación y aceptación por parte de los profesionales de la salud.

 

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Gran avance contra el cáncer en la Universidad Politécnica de Valencia: desarrollan nanopartículas con mayor capacidad contra el cáncer

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nanopartícula cáncer
Equipo investigador de la UPV - VICENTE LARA SAEZ - ACOM UPV - Archivo

Un equipo de investigación liderado por la Universitat Politècnica de València ha desarrollado una innovadora nanopartícula capaz de mejorar la respuesta del sistema inmunitario frente a los tumores, abriendo así una nueva línea en el tratamiento del cáncer.

El avance, encabezado por el investigador Ramón Martínez Máñez, se enmarca en el campo de la nanoinmunoterapia y podría suponer un cambio significativo en la forma de abordar distintos tipos de tumores, especialmente los más difíciles de tratar.

Cómo funciona la nanopartícula contra el cáncer

La clave de esta tecnología reside en su capacidad para restablecer la comunicación entre las células tumorales y las células inmunes, un proceso que suele estar bloqueado en muchos cánceres debido a mecanismos de evasión del propio tumor.

Cuando esta comunicación falla, el sistema inmunitario no reconoce correctamente las células cancerosas y no puede eliminarlas.

La nanopartícula desarrollada por la UPV actúa como un “puente” entre ambos tipos de células, facilitando que los linfocitos identifiquen y destruyan las células tumorales.

Inspiración en terapias existentes, pero con mejoras

El diseño de esta tecnología se basa en los llamados anticuerpos biespecíficos (BiTEs), utilizados actualmente en algunos tratamientos oncológicos.

Sin embargo, estos presentan limitaciones importantes:

  • producción compleja
  • corta duración en el organismo
  • eficacia reducida en tumores sólidos
  • posibles efectos secundarios

Las nanopartículas tipo Janus desarrolladas por el equipo valenciano superan estos inconvenientes al ser más estables, versátiles y con mayor capacidad de acumulación en el tumor.

Resultados prometedores en laboratorio y en modelos animales

En ensayos realizados con células humanas de melanoma y células inmunes, se ha demostrado que estas nanopartículas —denominadas J-pHLIP-PD1— permanecen adheridas a la membrana de las células tumorales mientras interactúan con los linfocitos.

Este mecanismo permite activar la respuesta inmunitaria y favorecer la destrucción de las células cancerosas.

Además, en modelos animales de metástasis, los resultados han sido especialmente relevantes:

  • reducción significativa de metástasis en los pulmones
  • aumento de linfocitos citotóxicos en las zonas afectadas

Estos datos apuntan a un alto potencial terapéutico en cánceres avanzados.

Un avance clave en la nanoinmunoterapia

Según los investigadores, una de las principales innovaciones de estas nanopartículas es su estructura tipo Janus, que permite actuar en dos direcciones:

  • una cara reconoce las células tumorales
  • la otra se une a células del sistema inmune

Este diseño imita la sinapsis inmunológica natural, mejorando la eficacia del tratamiento y permitiendo una interacción más precisa entre células.

Posibles aplicaciones en otros tipos de cáncer

Aunque el estudio se ha centrado en melanoma metastásico, los investigadores destacan que esta tecnología podría adaptarse a otros tumores.

Entre ellos:

  • cáncer de mama triple negativo
  • tumores sólidos complejos
  • cánceres hematológicos

En estos casos, la dificultad para que el sistema inmune acceda al tumor hace que los tratamientos actuales sean menos eficaces.

Próximos pasos en la investigación

El equipo ya trabaja en nuevas fases de desarrollo para validar la eficacia de estas nanopartículas en distintos escenarios clínicos.

Además, su estructura permite incorporar fármacos en su interior, lo que abre la puerta a combinar terapias en un solo sistema.

El estudio ha sido publicado en la revista científica Advanced Materials y ha contado con la participación del grupo Nanosens del IDM de la UPV, en colaboración con centros como el CIPF y el IIS La Fe.

Un avance con potencial clínico

Este descubrimiento refuerza el papel de la investigación española en el desarrollo de nuevas terapias contra el cáncer y apunta a una futura generación de tratamientos más precisos, eficaces y con menos efectos secundarios.

 

 

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