Desarrollo y Validación de un Gemelo Digital para la Simulación de la Respuesta Hemodinámica a Fármacos Antitrombóticos: Predicción del Impacto en la Prevención de Complicaciones Vasculares (Diálisis y Ceguera

Resumen

La terapia antitrombótica es fundamental para prevenir eventos trombóticos en enfermedades cardiovasculares y metabólicas. Sin embargo, su efecto sobre la hemodinámica microvascular en órganos diana como el riñón y la retina es heterogéneo y difícil de predecir, influyendo en el riesgo de complicaciones como la enfermedad renal crónica que requiere diálisis y la retinopatía que conduce a ceguera. Objetivo: Desarrollar y validar un gemelo digital (GD) multiescala personalizado capaz de simular con precisión la respuesta hemodinámica sistémica y microvascular a nuevos fármacos antitrombóticos, y cuantificar su impacto predictivo en la preservación de la función renal y visual a largo plazo. Métodos: Se desarrolló una arquitectura de GD que integra: 1) un modelo macrocirculatorio de elementos finitos de la geometría vascular del paciente derivada de angio-TAC, 2) un modelo de microcirculación renal (glomérulo) y retinal (plexos capilares) basado en redes de poros y lechos capilares fractales, y 3) un modelo farmacocinético-farmacodinámico (PK/PD) acoplado para inhibidores del factor Xa, inhibidores directos de la trombina y antiagregantes plaquetarios. Se calibró con datos longitudinales de 150 pacientes (50 sanos, 50 con diabetes tipo 2, 50 con fibrilación auricular) que incluían presión arterial central, biomarcadores séricos, tomografía de coherencia óptica (OCT) retinal y mediciones de filtrado glomerular (TFG). La validación prospectiva se realizó en 30 pacientes simulando la administración de un nuevo antitrombótico (candidato ABC123) y comparando las predicciones del GD con los resultados clínicos y parámetros ecográficos Doppler renal y OCT-Angiografía a los 6 y 12 meses. Resultados: El GD logró una alta fidelidad en la simulación de perfiles hemodinámicos (correlación >0,95 para presión y flujo en aorta). La predicción de cambios en la permeabilidad glomerular y en la densidad de capilares retinianos mostró una sensibilidad del 89% y especificidad del 94% para identificar a los pacientes que mostraron preservación de la TFG (>60 ml/min/1,73m²) y ausencia de progresión a retinopatía proliferativa a los 12 meses. El modelo predijo una reducción del riesgo relativo del 34% (IC 95%: 25-42%) para el inicio de diálisis y del 28% (IC 95%: 19-36%) para la ceguera por complicaciones vasculares. Conclusión: El gemelo digital personalizado representa un paradigma innovador para la evaluación in silico de nuevos fármacos antitrombóticos, permitiendo cuantificar su impacto hemodinámico beneficioso a nivel microvascular y predecir su eficacia en la prevención de complicaciones devastadoras. Esto puede optimizar el diseño de ensayos clínicos y guiar terapias personalizadas.