«El sistema immunitari és el centre de tot, des de l’envelliment fins a les malalties, passant per les infeccions i les al·lèrgies: tot.» Amb aquesta declaració, Hans Keirstead posa de manifest la importància de la immunologia en la salut. Keirstead és el CEO del Human Immunome Project, iniciativa que els dies 15 i 16 del novembre va celebrar al Museu de la Ciència CosmoCaixa de Barcelona el seminari «Into Action», en col·laboració amb el que serà el primer centre de recerca dedicat exclusivament a la immunologia, el CaixaResearch Institute.

El seminari va reunir representants internacionals de tots els àmbits de la immunologia, que van definir un full de ruta per generar dades immunològiques i gestionar-les posteriorment mitjançant l’ús d’intel·ligència artificial. Perquè el paper crucial del sistema immunitari es basa principalment en la seva complexitat: es tracta d’una xarxa dinàmica de múltiples escales que involucra interaccions excepcionalment complexes entre molècules, cèl·lules i òrgans.

I, tot i els grans avenços en l’aplicació d’enfocaments multiòmics, és a dir, l’anàlisi creuada de dades provinents del genoma, el proteoma, el transcriptoma, l’epigenoma i el microbioma, les dades en immunologia continuen sent limitades. Actualment hi ha disponible menys de l’1 % de les dades necessàries per entendre’n la diversitat a escala global. Aquesta bretxa impedeix explotar el potencial terapèutic del sistema immunitari.

En aquest context, espais com el CaixaResearch Institute, dedicat a la recerca en immunologia, s’erigeixen com a elements clau en la generació de dades. A partir del 2024, el Human Immunome Project supervisarà la generació del conjunt de dades immunològiques més grans de la història: les procedents de set centres d’investigació, entre els quals hi ha el CaixaResearch Institute. El projecte utilitzarà aquesta informació per desenvolupar models d’intel·ligència artificial del sistema immunitari i posar-los a disposició pública. L’objectiu? Accelerar la recerca mèdica i el descobriment de fàrmacs, millorar la salut i reduir els costos de l’assistència sanitària mundial.

D’acord amb el que s’ha establert durant el seminari «Into Action», aquest mapatge colossal del sistema immunitari és previst que es desenvolupi durant els cinc primers anys del projecte i es dividirà en dues fases. La primera servirà per recopilar les dades que cadascun dels centres d’investigació obtingui de la seva mostra de 500 pacients.

En concret, s’extrauran mostres de sang i biòpsies de pell, intestí i amígdales, i se n’analitzaran milers de paràmetres immunològics (cèl·lules, anticossos, proteïnes, modificacions epigenètiques, metabòlits, etc.). Aquestes dades no sols aportaran informació fisiològica, sinó que també serviran per mesurar les variacions segons el sexe, l’edat i la geografia, entre altres factors.

A mesura que avanci aquest procés de recopilació es milloraran les metodologies utilitzades per garantir un nivell de qualitat estàndard de les dades, a més de definir quins seran els paràmetres immunològics més importants. Tot això servirà per obtenir un «equip de monitoratge immunològic», el producte culminant d’aquesta primera etapa. Amb aquest equip es pretén simplificar la recopilació de dades i limitar-ne els costos, atès que serà el resultat de l’optimització de la captació de la informació útil i l’obtenció de resultats reproduïbles.

Un dels grans problemes a l’hora d’abordar l’estudi del sistema immunitari són les variacions existents que hi ha d’una persona a una altra. Per això, la segona fase servirà, en essència, per ampliar la recopilació de dades definida en l’etapa prèvia a una escala diametralment més gran: es passarà dels 500 pacients per centre a 10.000. Aquest enfocament garantirà que les dades reflecteixin les diferències immunitàries d’acord amb l’edat, l’origen ètnic, les condicions de salut, el sexe i el nivell socioeconòmic. Perquè, tal com apunten cada vegada més branques de la investigació biomèdica, no es pot abordar la salut pública global sense tenir en compte la diversitat humana.

Tanmateix, l’enorme quantitat de dades generades únicament permetrà grans avenços si es disposa de sistemes capaços d’analitzar-les. «Segons les nostres estimacions inicials, reunirem 1,9 bilions de conjunts de dades que es poden analitzar de desenes i desenes de maneres, multiplicant 1,9 bilions per diverses desenes», afirma Hans Keirstead. «No hi ha manera manejar aquesta quantitat de dades sense utilitzar la intel·ligència artificial».

L’ús del sistema immunitari en teràpia, la pròxima revolució en salut

Mentre que els primers cinc anys del Human Immunome Project se centraran en la generació de dades, els cinc següents (2029-2033) es dedicaran a entrenar els models quantitatius i predictius, i a desenvolupar els primers models del sistema immunitari disponibles públicament. Aquests models no sols permetran predir els resultats de la resposta immunitària, sinó que també proporcionaran un coneixement exhaustiu sobre el funcionament del sistema immunitari, la qual cosa transformarà la nostra capacitat de desenvolupar intervencions terapèutiques. Totes les àrees de la recerca en salut es beneficiaran d’aquests models, incloent-hi el desenvolupament de vacunes, el tractament de malalties infeccioses i d’autoimmunitat, la preparació davant de possibles pandèmies i les teràpies contra el càncer i, fins i tot, contra la neurodegeneració.

«Els resultats del Human Immunome Project potenciaran el desenvolupament de fàrmacs i la medicina personalitzada en formes que ara com ara no podem ni imaginar. El sistema immunitari és darrere de cada malaltia. És darrere de cada manifestació de l’envelliment», assegura Hans Keirstead. «Alguns reptes els abordarem amb rapidesa i d’altres ens demanaran més temps. Però no hi ha cap aspecte de la salut humana que no es vegi afectat per aquest projecte, en el qual institucions com el CaixaResearch Institute són crucials.»