El investigador de la UDC Guillermo Lorenzo obtiene una beca Starting Grant de 1,5 millones de euros para el proyecto DIGIPRO

El Consejo Europeo de Investigación (ERC, por sus siglas en inglés) ha seleccionado al investigador de la UDC, Guillermo Lorenzo, por su proyecto DIGIPRO, para el que recibirá una de sus prestigiosas becas Starting Grant, por un importe de 1,5 millones de euros. DIGIPRO, liderado por Lorenzo, se centra en el desarrollo de una nueva clase de modelos computacionales que permitan avances en los diagnósticos, esencialmente en una detección muy temprana de la progresión del cáncer.

Este fenómeno es un evento patológico crucial que consiste en un incremento de la malignidad de las células tumorales y conlleva un mayor riesgo clínico. La progresión del cáncer se manifiesta inicialmente como cambios en la arquitectura espacial del tumor a nivel microscópico, que también pueden observarse en fases más avanzadas a nivel macroscópico, como cambios en el tumor identificados mediante imagen médica y otros biomarcadores clínicos.

No obstante, aunque la progresión tumoral se manifiesta desde un nivel microscópico hasta un nivel macroscópico, la detección clínica suele realizarse comenzando por imágenes médicas macroscópicas (por ejemplo, resonancias magnéticas), seguidas de una biopsia para analizar el tumor a nivel microscópico.

Por tanto, explica Lorenzo, “los protocolos clínicos actuales pueden llevar a una detección tardía de la progresión tumoral y no tienen en cuenta la dinámica espaciotemporal (única para cada paciente) con la que sucede este fenómeno, ya que se desconocen los mecanismos que lo gobiernan”.

Así, el proyecto DIGIPRO busca desarrollar “una nueva clase de modelos computacionales para investigar los mecanismos biofísicos que gobiernan la progresión del cáncer a diferentes escalas espaciales, desde el nivel microscópico del tejido hasta el nivel macroscópico del órgano afectado”.

Desarrollo de gemelos digitales

Además, DIGIPRO desarrollará gemelos digitales de pacientes de cáncer equipados con estos modelos para obtener predicciones personalizadas de la progresión tumoral que permitan la detección de este fenómeno en una fase microscópica temprana utilizando datos macroscópicos habituales en el ámbito clínico (por ejemplo, resonancias magnéticas, biomarcadores clínicos). De este modo, las tecnologías computacionales que se diseñarán en DIGIPRO permitirán predecir de forma personalizada cuándo un paciente puede tener un evento de progresión tumoral, lo cual es crucial para la toma de decisiones clínicas (por ejemplo, cuándo realizar pruebas o la selección de tratamientos).

El proyecto se centrará en la progresión del cáncer de próstata de nuevo diagnóstico y riesgo favorable, para el que el seguimiento clínico incluye abundantes datos micro y macroscópicos. Sin embargo, se espera que los resultados del proyecto puedan aplicarse también a otros tipos de tumores.

De este modo, los descubrimientos sobre la biología de la progresión tumoral y las tecnologías de predicción personalizada que se desarrollen en el proyecto pueden suponer un cambio de paradigma en la gestión clínica de tumores en el futuro, pasando del estándar actual de tipo observacional y basado en datos poblacionales a una nueva estrategia predictiva y personalizada para el cáncer de cada paciente. Además, los modelos biomatemáticos y tecnologías computacionales del proyecto también pueden ayudar en la investigación de otros fenómenos progresivos multiescala en medicina, como el Alzheimer y la arteriosclerosis, y en ingeniería, como la fractura.

Destacada trayectoria en la aplicación de las matemáticas

Guillermo Lorenzo es ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la Universidad de A Coruña (UDC), donde obtuvo también un máster en Investigación en Ingeniería Civil y el doctorado en el área de Métodos Computacionales en Ingeniería. Su carrera académica continuó en instituciones de prestigio internacional, como la Universidad de Pavía (Italia), la Universidad de Texas en Austin (EE. UU.) y el Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago de Compostela. Desde 2024 regresó a la UDC, donde es investigador Ramón y Cajal en el Grupo de Métodos Numéricos en Ingeniería (GMNI) del Departamento de Matemáticas y con sede en la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la UDC. Gracias a este prestigioso contrato del Ministerio de Ciencia, lidera un equipo de investigación en oncología computacional dentro del GMNI, adscrito al Centro de Innovación Tecnológica en Edificación e Ingeniería Civil (CITEEC). Además, es colaborador externo en el Oden Institute for Computational Engineering and Sciences de la Universidad de Texas en Austin (EE. UU.), donde colabora con los grupos de los profesores Thomas E. Yankeelov y Thomas J. R. Hughes.

Su investigación se centra en tres grandes líneas: (1) comprender los mecanismos biofísicos que rigen el desarrollo y tratamiento del cáncer mediante modelos biomatemáticos, (2) desarrollar métodos computacionales precisos y eficientes para resolver estos modelos y ajustarlos con los datos disponibles de pacientes individuales, y (3) aplicar estas tecnologías computacionales para generar predicciones tumorales personalizadas que puedan apoyar la toma de decisiones en oncología clínica. En los últimos años, también comenzó a investigar en enfoques híbridos de aprendizaje mecanicista, que combinan modelos biomatemáticos con técnicas de inteligencia artificial. Estos métodos tienen importantes aplicaciones en oncología clínica, como el diseño de biomarcadores, la creación de clasificadores de riesgo o el desarrollo de técnicas computacionales de alta velocidad para la predicción tumoral.

Tal y como explica el propio Guillermo Lorenzo, la obtención de una Starting Grant del ERC constituye “un impulso decisivo para mi trayectoria investigadora”, ya que permite consolidar un equipo propio, disponer de los recursos necesarios para desarrollar el proyecto y avanzar en la carrera científica. En la preparación de la propuesta, destacó el apoyo prestado por las Oficinas de Captación de Personal Investigador (OCPI) y de Proyectos Internacionales (OPI) de la UDC, tanto en la revisión de la documentación como en la preparación de la entrevista, así como los servicios de apoyo a la preparación de propuestas del programa Oportunius de la Xunta de Galicia, que resultaron determinantes para lograr este importante reconocimiento.