A medida que la pandemia del coronavirus se ha ido extendiendo por el planeta, se multiplican los esfuerzos por contener su propagación, ayudar a los pacientes contagiados y mantener seguros a los trabajadores de la salud. Y las aplicaciones e iniciativas tecnológicas están cumpliendo un rol fundamental en esta tarea a nivel global, y también en Chile, donde han surgido iniciativas como una red de granjas de impresión 3D para crear insumos de protección para los equipos médicos, o la máscara facial 3D compostable creada en el FabLab de la U. de Chile hecha con un derivado del almidón de maíz.

Un estudio realizado recientemente para el Parlamento Europeo analizó las 10 principales tecnologías que hoy están ayudando al combate al coronavirus en el mundo, trabajo que puede ayudar también a orientar el desarrollo y la innovación que hoy se está realizando en distintos centros científicos, tecnológicos, startups y emprendimientos en el país. Este trabajo, además, busca no solo ayudar en la recopilación de información respecto de las tecnologías que están predominando frente a la pandemia, sino también entregar importantes insumos a los creadores de políticas públicas para regular los alcances e impacto de su uso frente a los cambios acelerados que se están viviendo, y los desafíos legales y regulatorios que surgen.

Esto, señala el informe, porque la mayoría de estas tecnologías no se han aplicado antes en un contexto de emergencia médica, su uso intensivo a escala mundial está generando preguntas sobre los efectos en las libertades civiles de movilizar herramientas de vigilancia masiva, así como preocupaciones sobre las autoridades estatales que mantienen niveles elevados de vigilancia incluso después de la pandemia.

“Los principales hallazgos de este trabajo indican que la tecnología en sí misma no puede reemplazar o compensar otras medidas de política pública, pero tiene un papel cada vez más importante que desempeñar en las respuestas de emergencia. Covid-19, como la primera pandemia del siglo, representa una excelente oportunidad para que los encargados de formular políticas y los reguladores reflexionen sobre la plausibilidad legal, la solidez ética y la eficacia del despliegue de tecnologías emergentes bajo la presión del tiempo. Lograr el equilibrio correcto será crucial para mantener la confianza del público en las intervenciones de salud pública basadas en evidencia”, señala el documento.

Los cierto es que el despliegue tecnológico para combatir la pandemia global ha sido sorprendente, y cada día se reportan nuevas aplicaciones. Aplicaciones de blockchain, impresión 3D, Inteligencia Artificial, el uso de robots, drones y la telemedicina, entre otras, aparecen hoy como la respuesta de la ciencia para frenar el avance del coronavirus. Esta es la “primera línea” de la tecnología en el combate al virus.

1.- Inteligencia Artificial

Las tecnologías de IA han jugado un rol fundamental en predecir la propagación del virus, y de hecho los sistemas basados en esta tecnología alertaron una semana antes de que la OMS decretara el brote de emergencia que esta se extendería más allá de China. Gracias a su capacidad de procesar grandes cantidades de datos no estructurados, hoy puede predecir el número de casos nuevos potenciales por área, qué tipos de poblaciones estarán en mayor riesgo, y evaluar y optimizar estrategias para controlar la propagación de la epidemia.

Peros sus aplicaciones son mucho más amplias. Se ha utilizado para ayudar a detectar si las personas tienen coronavirus a través de la detección de signos visuales de Covid-19, para controlar en tiempo real los cambios de temperatura corporal mediante el uso de sensores portátiles, y para proporcionar una plataforma de datos de código abierto para rastrear la propagación de la enfermedad.

También se han aprovechado para crear nuevas moléculas que podrían servir como medicamentos, y se ha desarrollado una serie de algoritmos de evaluación de riesgos de Covid-19 para su uso en entornos sanitarios. Incluso algunas de sus aplicaciones están ayudando a detectar noticias falsas sobre la enfermedad mediante la aplicación de técnicas de aprendizaje automático para extraer información de las redes sociales, rastrear palabras que son sensacionales o alarmantes e identificar qué fuentes en línea se consideran autorizadas para combatir lo que se ha denominado una “infodemia”. Facebook, Google, Twitter y TikTok se han asociado con la OMS para revisar y exponer información falsa sobre Covid-19.

Sin embargo, dice el informe, la efectividad de estas aplicaciones de inteligencia artificial no solo dependerá de sus capacidades técnicas, sino también de cómo se supervisarán sus vías de implementación de acuerdo con los estándares algorítmicos establecidos, los principios legales y las garantías éticas.

2.- Blockchain

De acuerdo con el análisis realizado para el Parlamento Europeo, las aplicaciones blockchain pueden monitorear los brotes de enfermedades a lo largo del tiempo creando “libros de contabilidad” que sean seguros y actualizados cientos de veces por día. Además, su uso puede mejorar la precisión del diagnóstico y la efectividad del tratamiento, agilizar el aislamiento rápido de grupos de casos, rastrear las cadenas de suministro de medicamentos y suministros médicos, administrar los datos médicos e identificar los patrones de síntomas de la enfermedad.

“Más allá del valor de blockchain como herramienta de seguimiento y monitoreo de datos de salud, las autoridades de salud pueden hacer uso de los sistemas de blockchain autorizados para abordar el desafío de interoperabilidad de la atención médica y ayudar a acelerar los ensayos clínicos al facilitar el almacenamiento y el intercambio de datos entre los investigadores, al tiempo que garantiza la confiabilidad de los datos de los ensayos clínicos”, agrega.

Hoy existen numerosas aplicaciones. La plataforma de ayuda mutua en línea de Ant Financial, Xiang Hu Bao,es una plataforma de intercambio de reclamos colectiva basada en blockchain que procesa los reclamos de seguros de coronavirus que no solo ayuda a reducir el papeleo (por lo tanto, mitiga el riesgo de infección por contacto cara a cara, ya que la plataforma capaz de procesar transacciones sin participación humana), sino que todas las partes supervisen todo el proceso. Otra aplicación basada en blockchain ayuda a las agencias gubernamentales a realizar un seguimiento de los pacientes y los casos sospechosos de nuevos casos, y permite a los médicos analizar los síntomas del paciente y monitorear los datos de diagnóstico en tiempo real, integrando los datos del historial médico del paciente.

3.- Tecnologías de código abierto

Durante los brotes de enfermedades, el intercambio rápido de datos es fundamental, ya que permite una mejor comprensión de los orígenes y la propagación de la infección y puede servir como base para una prevención, tratamiento y atención eficaces. La capacidad de las tecnologías de la información para permitir la difusión y colaboración de bajo costo de los datos ha llevado al establecimiento de una multitud de repositorios y plataformas de tecnología de la información para el intercambio de datos.

“Por ejemplo -señala el estudio-, las autoridades de salud pública, las universidades y los laboratorios clínicos están publicando datos genómicos de muestras de Covid-19 a una velocidad sin precedentes, la OMS proporciona informes de estado diarios que incluyen nuevos casos, mientras que más de 30 grandes editoriales principales han acordado hacer accesibles todas sus publicaciones relacionadas con el Covid-19 en repositorios públicos para informar abiertamente la respuesta de salud pública.”

También se utiliza para compartir tecnologías. Just One Giant Lab desarrolló una metodología de prueba de coronavirus de código abierto para compartir diseños, para que los laboratorios certificados puedan producir kits de prueba fácilmente. NextStrain es una aplicación de código abierto que rastrea la evolución de los virus y las bacterias, recopila todos los datos de todo el mundo de los laboratorios que están secuenciando el genoma SARS-CoV-2, y los centraliza en un solo lugar en forma de árbol genómico. Los investigadores también han estado compartiendo nuevos hallazgos sobre el perfil genómico del virus a través de publicaciones de código abierto y sitios de preimpresión, como BioRxiv y Chinaxiv.

4.- Tecnologías de telemedicina

Las tecnologías de telemedicina permiten que los médicos vean y diagnostiquen a los pacientes de forma remota a través de un sistema de comunicación audiovisual bidireccional, y en tiempo real. Esto incluye “visitas” a través de computadoras, tabletas y teléfonos inteligentes con cámara web, chatbots y algoritmos automatizados.

Esto ofrece varias ventajas cruciales: permite que los hospitales se mantengan limpios para casos confirmados, reduce las tasas de transmisión del virus al eliminar el riesgo de exposición, y permite atender a más pacientes. Además, puede llevar las habilidades de especialistas en enfermedades infecciosas a zonas geográficas que no tienen acceso a dicha atención especializada.

En Estados Unidos, el gobierno anunció una importante expansión de las opciones de telemedicina. El Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades lanzó un “bot” autocomprobador de coronavirus en línea llamado Clara, para las personas que están preocupadas de que puedan tener síntomas de la enfermedad. Dieciocho estados más Washington DC han promulgado regulaciones de emergencia para aumentar el uso de telesalud, para proteger a los trabajadores de la salud y las poblaciones de pacientes de alto riesgo.

Varias compañías de telemedicina que han implementado rápidamente verificadores de síntomas en línea para detectar signos de Covid-19 en pacientes, han visto un aumento del 50% en la demanda en los Estados Unidos y el Reino Unido. Startups como Push Doctor en Reino Unido, y Compugroup Medical de Alemania, ofrecen médicos virtuales y están cosechando los beneficios financieros. Los gigantes de telemedicina como Amwell y Teladoc ahora anuncian su disponibilidad para citas relacionadas con el coronavirus y los precios de las acciones de Teladoc se dispararon a fines de febrero. Doctolib, la principal startup francesa que ayuda a programar citas médicas, informó un aumento del 40% en marzo de 2020.

“Sin embargo -advierte el reporte-, una serie de restricciones pueden afectar el despliegue de tecnologías de telemedicina a gran escala. Estos incluyen la capacidad tecnológica y la accesibilidad de los sistemas, la capacidad de la mayoría de los sistemas de salud pública para incorporar estas tecnologías, y la necesidad de una amplia capacitación de los cuidadores, ya sobrecargados, para brindar atención virtual”.

5.- Impresión 3D

Ante el alto riesgo de que la demanda por insumos médicos como mascarillas, ventiladores y filtros de respiración exceda la oferta, la impresión tridimensional (3D) está desempeñando un papel importante como tecnología disruptiva de fabricación digital. Su principal ventaja es que las piezas que se necesitan en pequeñas cantidades pueden producirse a un bajo costo, ya que se requiere solo de la impresora y los planos de diseño para replicar las piezas con materiales locales.

Ante los problemas de suministro, hoy fabricantes en todo el mundo unen fuerzas para crear válvulas de ventilación, filtros de respiración, kits de prueba, mascarillas, y también productos completamente nuevos, como adaptadores de manijas de puerta de plástico que permiten una fácil apertura del codo para evitar una mayor propagación del virus.

Al mismo tiempo, se multiplican los diseños de productos médicos imprimibles en 3D para combatir el brote. Un grupo de voluntarios italianos utilizó su impresora 3D para hacer copias no oficiales de una válvula patentada, que escaseaba en los hospitales italianos, y las distribuyó a un hospital en Brescia, donde 250 pacientes con coronavirus necesitaban máquinas de respiración.

Además de los protectores faciales impresos en 3D que emergen de la Universidad Politécnica de Hong Kong, Ultimaker también está poniendo su red global de centros de impresión 3D, expertos y diseñadores directamente disponibles para los hospitales, y una compañía en Nueva York ha convertido su negocio de impresoras 3D en un sitio de fabricación de protectores faciales para ser utilizados por los trabajadores de salud que realizan las pruebas para Covid-19. Fabricantes de 3D en todo el mundo están desarrollando protectores faciales impresos en 3D inspirados en la máscara N95, y el hospital de Nueva York actualmente imprime en 3D alrededor de 2,000 a 3,000 hisopos nasales por día para uso inmediato en la primera línea de esta pandemia.

6.- Tecnologías de edición de genes

Mientras el Covid-19 se extiende por el mundo sin medicamentos aprobados para combatirlo, los gobiernos, universidades y farmacéuticas compiten por el desarrollo de tratamientos efectivos. En el caso de esta pandemia, solo tomó dos semanas desde que los funcionarios de salud pública informaron el virus a la OMS para que los científicos aislaran el virus y descubrieran la secuencia completa de su material genético, el que rápidamente fue divulgado y hoy se están desarrollando al menos 20 vacunas contra el coronavirus.

“El tiempo es esencial en la primera línea de este brote viral -dice el informe al Parlamento Europeo-, por lo tanto, los avances en las tecnologías de edición de genes, en particular CRISPR (Repeticiones Palindrómicas Cortas Intercaladas Regularmente Agrupadas) -Cas9 (proteína 9 asociada a CRISPR), necesitan ser aprovechadas para poder acelerar los esfuerzos continuos para desarrollar medicamentos y diagnósticos”.

Recientemente se ha desarrollado una estrategia basada en CRISPR-Cas13 bajo el nombre PAC-MAN (CRISPR antiviral profiláctico en células huMAN) para la inhibición viral que puede degradar efectivamente las secuencias de SARS-CoV-2 y el genoma del virus de la influenza A (IAV) en células epiteliales de pulmón humano. Los científicos involucrados afirman que el enfoque PAC-MAN es potencialmente una estrategia de pan-coronavirus rápidamente implementable para tratar las cepas pandémicas emergentes.

Además, los investigadores del Centro del Genoma de Nueva York han desarrollado recientemente un nuevo tipo de tecnología de pantalla CRISPR para apuntar al ARN, incluidos los virus de ARN como el coronavirus. Esta novedosa herramienta de edición basada en CRISPR, que permite a los investigadores apuntar a ARNm y genes inactivados sin cambiar el genoma, fue creada usando la enzima CRISPR-Cas13.

7.- Nanotecnología

“Se ha demostrado que la nanotecnología ayuda a tratar la infección viral por medio de varios mecanismos. Las nanopartículas pueden actuar como sistemas de administración de fármacos antivirales; pueden interactuar y unirse a un virus y así evitar que se adhiera y entre en la célula huésped; y pueden diseñarse para exhibir efectos antivirales. En conjunto, el uso de la nanotecnología en el desarrollo de nuevos medicamentos ha sido reconocido como una tecnología habilitadora clave, capaz de proporcionar soluciones médicas nuevas e innovadoras para abordar las necesidades médicas no satisfechas”, señala el estudio.

Un grupo de científicos del Instituto de Diseño de Proteínas de la Universidad de Washington ha estado fabricando nanopartículas para crear una vacuna más eficiente contra Covid-19 a través de modelos computacionales para predecir y diseñar proteínas de autoensamblaje. Además, un grupo de investigadores de la Universidad de Lille y la Ruhr-University Bochum han demostrado recientemente que la adición de nanopartículas de oro y puntos cuánticos de carbono (CQD) al medio de cultivo celular antes y durante la infección con coronavirus redujo considerablemente la tasa de infección del células. Sona Nanotech ha desarrollado una prueba de detección de flujo lateral para identificar el nuevo Coronavirus, 2019-nCoV, en menos de 15 minutos, aplicando su tecnología patentada de nanorod.

8.- Biología sintética

“En la biología sintética (basada en laboratorio), los científicos adoptan un enfoque multidisciplinario, utilizando biología, ingeniería, genética, química e informática para alterar sustancialmente el genotipo de los virus. Esto puede contribuir a los avances en campos que van desde el desarrollo de medicamentos y vacunas hasta el control de plagas de especies invasoras. En respuesta a la pandemia actual, los biólogos sintéticos están aplicando herramientas de vanguardia para acelerar el desarrollo de una vacuna exitosa. Sus esfuerzos ilustran el potencial de la biología sintética para diseñar, construir y probar soluciones para un desafío inesperado como Covid-19”, explica el informe.

¿Qué avances hay en esta materia? La Fundación Bill y Melinda Bill y Melinda Gates y los Institutos Nacionales de Salud han invertido en el campo emergente de la biología sintética, con el objetivo de diseñar vacunas. Una vacuna, desarrollada a través de la biología sintética, no solo sería “escalable a un nivel de miles de millones”, sino que también funcionaría incluso sin necesidad de refrigerarla.

Varias compañías en el campo de la biología sintética han estado desarrollando vacunas experimentales que contienen hebras sintéticas de ARN o ADN que codifican moléculas de proteínas en la superficie del virus. Una de estas vacunas, INO-4800, que se encuentra actualmente en ensayos de Fase I en humanos, utiliza un enfoque de “vacuna de ADN”, lo que significa que entrega genes sintéticos en las células de una persona.

9.- Drones

Desde la desinfección y las patrullas callejeras hasta la entrega de alimentos y medicamentos en los distritos en cuarentena, se están desplegando drones en primera línea para contener la propagación del nuevo coronavirus, señala el estudio. “En el contexto de la pandemia de Covid-19, los drones se están utilizando para monitorear las medidas de cuarentena, para facilitar la transmisión aérea, para rociar desinfectante, realizar sensores térmicos aéreos, monitorear el tráfico y entregar suministros médicos en áreas infectadas”.

Los softwares de estos aparatos se están reescribiendo para adaptarlos a múltiples funciones no solo para facilitar las tareas de imponer medidas de contención y distanciamiento social, sino también liberando recursos humanos cruciales y minimizar su exposición al virus, reduciendo así las posibilidades de contaminación.

“Esto podría ser crítico para controlar las infecciones al mantener a algunos trabajadores de salud fuera de las zonas calientes y permitir que el personal médico identifique nuevos casos potenciales sin tener que tocar a aquellos que podrían estar infectados. Al mismo tiempo, la entrega de artículos de consumo y muestras médicas por drones puede garantizar que las personas en áreas remotas o en cuarentena tengan acceso a suministros, lo que reduce significativamente el contacto humano innecesario”, agrega.

Antwork, compañía del fabricante japonés de drones industriales Terra Drone, comenzó a experimentar con muestras médicas voladoras y materiales de cuarentena en China durante el apogeo de la epidemia. Los drones diseñados originalmente para rociar pesticidas para aplicaciones agrícolas se han adaptado en China para rociar desinfectantes en espacios públicos y transportar bienes entre las áreas afectadas, mientras que Corea del Sur los ha desplegado para ayudar a desinfectar áreas en Daegu.

La policía ha estado utilizando drones equipados con sensores térmicos, cámaras de visión nocturna, lentes de zoom de alta definición y altavoces para imponer restricciones de movimiento en España, Francia, Bélgica, Reino Unido, Grecia, Lituania, Bulgaria y California durante las cuarentenas, mientras que en China su papel se está volviendo más crucial para mantener a millones de personas en casa e identificar a aquellos que no usan máscaras en lugares públicos mediante cámaras con zoom de 40x.

10.- Robots

“Los desarrolladores de robótica están respondiendo rápidamente a las preocupaciones y necesidades de salud pública, y la pandemia ha acelerado las pruebas de robots y drones en público, con todas las partes interesadas buscando la forma más conveniente y segura de lidiar con el brote y limitar su propagación”, dice el informe al Parlamento Europeo.

Se están desplegando robots en todo el mundo -agrega- en la lucha contra el coronavirus pandémico. Desde robots que desinfectan hospitales completos, descontaminan sitios públicos y privados, manejan desechos biopeligrosos o entregan alimentos y medicamentos, hasta robots que toman la temperatura de los pacientes y actúan como asistentes médicos, la tecnología robótica se está utilizando para reducir el riesgo de transmisión persona a persona, especialmente en puntos críticos de pandemia, como una solución inteligente para combatir el coronavirus.

A principios de marzo, se abrió una sala de hospital de campo de coronavirus en Wuhan, compuesta por robots que realizan tareas que incluyen tomar la temperatura de los pacientes, entregar comidas y desinfectar las instalaciones. Es un ensayo diseñado para aliviar a los trabajadores de la salud agotados. También se han desplegado robots en un hospital de Shenzhen especializado en el tratamiento de pacientes de Covid-19 para realizar tareas que incluyen proporcionar servicios de videoconferencia para pacientes y médicos y monitorear la temperatura corporal de visitantes y pacientes.

Un robot para matar gérmenes conocido como GermFalcon, diseñado para desinfectar aviones, se está utilizando actualmente en el Aeropuerto Internacional de Los Ángeles, el Aeropuerto Internacional de San Francisco y el Aeropuerto Internacional John F. Kennedy como parte de sus esfuerzos de respuesta de emergencia.

En Hong Kong, China y Corea del Sur, el robot Temi israelí se ha desplegado en hogares de ancianos para permitir que las familias se comuniquen con los residentes que están en cuarentena hasta nuevo aviso a través de videollamadas, y también se ha desplegado en hospitales, aeropuertos y lugares de trabajo. Mientras tanto, el humanoide llamado Cloud Ginger ofrece a los pacientes información útil y entretenimiento a través del baile. Estos robots de servicio, que tienen sistemas de navegación autónomos, también pueden tomar muestras de calor remotas, distribuir artículos sanitarios a cada habitación, pedirles a los residentes que se laven las manos regularmente, recordarles su horario de comidas y reproducir diferentes canciones para cada residente, según sus gustos.