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El Centro de Investigación e Innovación en Bioingeniería (Ci2B) de la Universitat Politècnica de València (UPV), en colaboración con la empresa francesa ExactCure, ha desarrollado una metodología de simulación computacional que permite evaluar el riesgo de diversos medicamentos de inducir arritmias cardíacas -en concreto, del tipo Torsade de Pointes-, como efecto secundario.

El sistema, basado en la combinación de modelos farmacocinéticos –que simulan la distribución y eliminación de los medicamentos en el cuerpo humano- y electrofisiológicos -que simulan la actividad eléctrica del corazón y cómo esta se ve alterada por los fármacos-, proporciona información valiosa sobre las complejas interacciones entre los efectos de los fármacos, el sexo (hombre/mujer) y la función renal, además de testear e identificar la dosis segura a administrar desde el punto de vista cardíaco en función de las características de los pacientes.

“La evaluación del riesgo de provocar Torsade de Pointes”, afirma Jordi Llopis (Ci2B), primer autor del trabajo, “es uno de los principales retos de la industria farmacéutica y de las agencias reguladoras, tanto durante el desarrollo de nuevos fármacos como en la práctica clínica, dada la gravedad de las posibles consecuencias, entre las que se incluye la muerte”.

“En este aspecto”, prosigue, “el estudio demuestra el potencial de las simulaciones in-silico farmacocinéticas y electrofisiológicas para mejorar la evaluación del riesgo de los medicamentos de inducir arritmias cardíacas”.

Resultados

La investigación, realizada sobre una muestra de 1.200 pacientes virtuales concluye que, empleando idéntica dosis de fármaco, las mujeres con una función renal comprometida son más susceptibles a desarrollar arritmias cardíacas que los hombres con función renal comprometida y que hombres y mujeres sin la citada característica. Estos resultados resaltan que, en las mujeres con una función renal comprometida, sería recomendable, o bien reducir la dosis de fármaco, o bien, monitorizar la función cardíaca de una manera más estricta.

Cabe destacar, así mismo, que esta investigación evidencia la potencial relevancia de la medicina in-silico (vía simulación computacional), que ofrece “la posibilidad de evaluar una amplia gama de factores de manera sistemática y eficiente, permitiendo optimizar las terapias farmacológicas”. De hecho, añade Llopis, “una mayor investigación en esta área puede contribuir al desarrollo de enfoques de medicina personalizada que, en última instancia, conduzcan a terapias farmacológicas más seguras para los pacientes”.

Actuales líneas de investigación

El trabajo, cuyos resultados han sido publicados en la revista Computer Methods and Programs in Biomedicine, se enmarca en el proyecto SimCardioTest, financiado por la Unión Europea, cuyo principal objetivo es precisamente demostrar la viabilidad, la eficacia y los beneficios de los ensayos in-silico de fármacos y dispositivos cardiológicos, y cuya meta final es disponer de una geometría realista en 3D para comprobarlo.

El grupo de investigación del Ci2B, que ha contado con el apoyo del Barcelona Supercomputing Center, está también trabajando en la evaluación de la seguridad farmacológica en situaciones de isquemia cardíaca, desarrollando estrategias para valorar la eficacia de diversos medicamentos contra la insuficiencia cardíaca y la fibrilación auricular -arritmia más frecuente entre la población-, y trabajando junto a la empresa noruega Simula Research Laboratory en la incorporación del aspecto mecánico del corazón.

Referencia: Llopis-Lorente, J., Baroudi, S., Koloskoff, K., Mora, M. T., Basset, M., Romero, L., ... & Trenor, B. (2023). Combining pharmacokinetic and electrophysiological models for early prediction of drug-induced arrhythmogenicity. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 107860