Paula Petrone: “Volem desenvolupar tecnologies de data science i e-health que millorin la salut de les persones a curt termini”

Entrevista feta per Yvette Moya-Angeler

Paula Petrone va néixer a Buenos Aires (Argentina) el 1976, filla de dos arquitectes d’una família d’origen italià que la van incentivar perquè descobrís la seva vocació i se sentís lliure de seguir-la.

Es va doctorar en Biofísica als Estats Units (Universitat d’Stanford), es va mudar a Suïssa per treballar com a consultora de data science (ciència de dades) de la indústria farmacèutica i biotecnològica, i el 2016 va arribar amb la seva família a Barcelona, on va dur a terme un postdoctorat al BarcelonaBeta Brain Research Center. Té dos fills (“M’encantaria que ho posessis”), de 6 i 8 anys.

Des de desembre de 2020, Petrone lidera el nou grup de Ciència de Dades Biomèdiques del programa Severo Ochoa d’ISGlobal, decidida a treure profit de les dades i l’analítica avançada per resoldre preguntes complexes relacionades amb la salut humana.

La conversa té lloc al migdia, a l’hora de dinar que a vegades dedica a córrer per la platja. “Rebo una quantitat de sol, de llum i de remor del mar que em posen en una situació especial per pensar o descansar”, diu d’aquest moment que defensa com a fonamental. “Sento que la nostra atenció està molt dispersa per moltíssims estímuls que rebem, i per a mi és molt important bloquejar-me aquesta hora diària d’autocura i reflexió.”

A. Cabrera / ISGlobal

Per què ets científica?

Des de molt petita tenia claríssim que volia ser astronauta. Escrivia llibres i contes relacionats amb l’espai. Als 18 anys vaig aconseguir una beca juvenil per visitar la NASA i, tot i que va ser una gran experiència, allà em vaig adonar que no volia anar a l’espai, que el que m’agradava era la recerca científica: volia formar part del desenvolupament de la nova ciència, entendre el perquè de les coses, el perquè del moviment dels astres i, en definitiva, saber per què existeix tot. Per respondre aquestes preguntes em vaig debatre entre estudiar filosofia o física.

Vas escollir física…

Sí. Però, de nou, quan vaig començar la carrera vaig sentir que els problemes dels astres ens quedaven molt lluny, que ja en tenim molts a la Terra! i vaig començar a voler aprofundir en tot allò que té a veure amb la biologia. Vaig decidir que m’interessava la biofísica, que és la física enfocada a resoldre problemes biològics. És a dir, volia poder entendre les proteïnes, les malalties... i buscar cures per a aquestes malalties. Vaig fer la meva tesi de doctorat en Biofísica a la Universitat d’Stanford, als Estats Units, i a partir d’allà vaig començar una carrera en la indústria farmacèutica i biotecnològica. Durant més de deu anys em vaig dedicar a usar la física i la biologia per trobar noves teràpies en el sector privat. Per això el meu perfil és una mica diferent del d’altres investigadors acadèmics.

Durant més de deu anys em vaig dedicar a usar la física i la biologia per trobar noves teràpies en el sector privat. Per això el meu perfil és una mica diferent del d’altres investigadors acadèmics

En què es nota aquesta diferència?

Tinc una visió potser utilitarista de l’activitat científica. M’interessen sobretot els projectes que poden resultar en millores a curt termini de la medicina i el sistema sanitari. S’ha de dir també que mai no vaig tenir la destresa manual que necessita un biòleg o un químic en un laboratori: trencava coses, espatllava els experiments!

Això va ser determinant?

Sí. Hi ha un moment en la carrera de recerca científica en què has d’escollir laboratori (wet lab) o computació (in silico, pel silicio dels ordinadors). Com que tenia facilitat per a la part matemàtica i la computació (vaig començar a programar quan era molt petita) per a mi va ser molt natural especialitzar-me en els mètodes in silico, que significa que els experiments es fan amb una computadora, mitjançant simulacions de la realitat que utilitzen algoritmes.

Com que tenia facilitat per a la part matemàtica i la computació (vaig començar a programar quan era molt petita) per a mi va ser molt natural especialitzar-me en els mètodes in silico, que significa que els experiments es fan amb una computadora, mitjançant simulacions de la realitat que utilitzen algoritmes

Tens una ment matemàtica?

No ho crec. M’agrada molt escriure, i tot allò que té a veure amb l’humanisme i les persones. Més enllà del meu treball acadèmic, m’interessa entendre l’impacte de la intel·ligència artificial a la nostra vida quotidiana i com s’integra en les nostres activitats i habilitats personals. I també m’interessen els aspectes ètics de l’aplicació de la intel·ligència artificial, sobretot en la medicina. Això inclou comprendre els aspectes de biaix i les limitacions de la intel·ligència artificial. També m’interessa contribuir a divulgar-ho.

A. Cabrera / ISGlobal

Com vas viure la teva etapa a la indústria farmacèutica?

Sempre vaig estar involucrada en la part de recerca i desenvolupament. És a dir, en l’aplicació de diferents tècniques de ciència de dades (data science) per integrar una quantitat ingent de dades (de proteïnes, compostos, experiments, etc.) utilitzant machine learning, que és una tècnica d’intel·ligència artificial. L’objectiu era trobar fàrmacs nous. Després vaig fer un postdoctorat al BarcelonaBeta Brain Research Center i vaig començar a treballar amb imatges de ressonància magnètica del cervell (Magnetic Resonance Images), per identificar els patrons que indiquen l’aparició primerenca de la malaltia d’Alzheimer. D’aquesta manera, les meves activitats i el meu interès com a analista de dades es van traslladar a un àmbit clínic. En els últims cinc anys he estat treballant en aquesta integració de dades (dades d’històries clíniques de pacients amb dades moleculars i dades químiques), el que es coneix com a health informatics o biomedical data science.

En els últims cinc anys he estat treballant en aquesta integració de dades (dades d’històries clíniques de pacients amb dades moleculars i dades químiques), el que es coneix com a health informatics o biomedical data science 

Tenir en compte les especificitats de la dona

Es tracta d’un camp emergent? Hi ha poques persones formades en ell encara?

Hi ha moltíssimes oportunitats en el camp de la ciència de dades i estan sorgint cursos de màster especialitzats. Es viu molta efervescència en aquestes àrees però els perfils d’analista que es troben són sobretot generalistes. Biomedical data science, en canvi, és un nínxol per a persones amb experiència combinada en medicina, biologia i química, creuada amb analítica de dades. No som molts.

A. Cabrera / ISGlobal

I dones, encara menys?

Hi ha poques dones en informàtica i ciència de dades, però estem veient que de mica en mica aquesta tendència comença a revertir-se. Un dels meus esforços divulgatius està dirigit a atraure dones a aquest camp. Aquest any, amb Karina Gibert, catedràtica de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), vam organitzar la conferència Women in Data Science / Barcelona, una iniciativa de la Universitat d’Stanford en què va participar ISGlobal amb l’objectiu de promocionar el rol de la dona en les disciplines científiques i tecnològiques.

Durant molts anys, la medicina no ha considerat activament la perspectiva de gènere o de sexe: en les dades mèdiques provinents de cohorts d’estudi sovint no es té en compte el sexe dels participants. Moltes vegades no apareix, per exemple, la data del període menstrual, i s’ignora que el sistema immunitari de la dona i de l’home no és el mateix, especialment durant la menstruació; tampoc no es té present una variable com la menopausa

Durant molts anys, la medicina no ha considerat activament la perspectiva de gènere o de sexe: en les dades mèdiques provinents de cohorts d’estudi sovint no es té en compte el sexe dels participants. Moltes vegades no apareix, per exemple, la data del període menstrual, i s’ignora que el sistema immunitari de la dona i de l’home no és el mateix, especialment durant la menstruació; tampoc no es té present una variable com la menopausa. En l’àmbit de la salut mental és fonamental entendre que existeix una variabilitat de gènere i de sexe, i que és important capturar aquestes diferències en les bases de dades que després s’utilitzaran per a estudis observacionals i predictius.

En l’àmbit de la salut mental és fonamental entendre que existeix una variabilitat de gènere i de sexe, i que és important capturar aquestes diferències en les bases de dades que després s’utilitzaran per a estudis observacionals i predictius

Per totes aquestes raons, i per mitigar biaixos als estudis i a les decisions i accions que depenen d’ells, és molt important que hi hagi diversitat als equips de desenvolupament, tant a nivell de producció com a nivell directiu. S’ha d’incentivar també les noves generacions perquè pensin de manera inclusiva, i s’ha de fomentar el disseny d’estudis més igualitaris.

Als teus estudis, ja tens en compte aquestes variables?

Sí. Però l’obstacle amb què ens trobem és que sovint aquestes variables no estan representades o no hi són a les bases de dades. Avui és habitual sentir parlar del Big Data en referència a la gran quantitat de dades acumulades que es capten a través dels nostres mòbils i dispositius digitals. Irònicament, en biomedicina es parla de “pobresa de dades” ja que ens falten moltes de les variables que calen per a l’estudi, o bé la qualitat de les dades no és l’adequada per a una anàlisi estadística.

Avui és habitual sentir parlar del Big Data en referència a la gran quantitat de dades acumulades que es capten a través dels nostres mòbils i dispositius digitals. Irònicament, en biomedicina es parla de “pobresa de dades” ja que ens falten moltes de les variables que calen per a l’estudi, o bé la qualitat de les dades no és l’adequada per a una anàlisi estadística

Tot i així, cada vegada més la dimensió de sexe i de gènere està esdevenint un requisit indispensable en un estudi ben dissenyat, i resulta especialment important per sol·licitar el finançament de projectes. Comencem a veure canvis positius!

Mirar d’entendre

Què esteu estudiant a ISGlobal?

Participem en un projecte molt interessant per estudiar l’efectivitat parcial de la vacuna RTS, S contra la malària. És la primera vacuna que es va demostrar que podia protegir bebès i nens i nenes a partir d’estudis clínics duts a terme a l’Àfrica. L’investigador Dídac Macià, al nostre equip, lidera aquest projecte analític en col·laboració amb l’equip de Carlota Dobaño i Gemma Moncunill. Com que les dades són complexes, calen tècniques avançades d’estadística i de machine learning per identificar què determina la immunitat davant de la malària i per què la vacuna confereix millor protecció a algunes persones.

A. Cabrera / ISGlobal

Quines altres línies de recerca teniu en marxa?

Amb la investigadora María Carolina Florian de l’Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (Idibell) estem investigant els factors involucrats en l’envelliment humà. Usem tècniques de processament d’imatge de microscòpia confocal per detectar diferències constitutives que s’observen en teixits de ratolins joves i ratolins vells. Esperem comprendre millor els mecanismes d’envelliment i en el futur contribuir al desenvolupament de fàrmacs que reverteixin els trastorns degeneratius i millorin la qualitat de vida dels pacients.

Els projectes de health informatics poden ser molt variats, pel que expliques.

Sí. Un altre projecte que estem iniciant, en col·laboració amb María Jesús Pinazo i Irene Losada, té a veure amb la malaltia de Chagas, una malaltia desatesa que pateixen milions de persones, sobretot a països de renda mitjana i baixa. El Chagas roman en estat latent durant anys i el repte algorítmic és identificar aquelles persones que corren el risc de patir-ne complicacions i podrien beneficiar-se d’un tractament específic, per així orientar els recursos del sistema de salut de manera eficient cap a aquells qui ho necessiten més.

La malaltia de Chagas roman en estat latent durant anys i el repte algorítmic és identificar aquelles persones que corren el risc de patir-ne complicacions i podrien beneficiar-se d’un tractament específic, per així orientar els recursos del sistema de salut de manera eficient cap a aquells qui ho necessiten més

Dintre d’ISGlobal també comencem a col·laborar amb la psicòloga i investigadora Ximena Goldberg identificant factors de risc de salut mental en el marc del projecte COVICAT. Aquest projecte em resulta apassionant perquè integra la perspectiva de gènere, la realitat actual i factors clínics i socials. Busquem poder entendre i predir la depressió i l’ansietat, i identificar aquelles persones vulnerables que podrien beneficiar-se d’una intervenció terapèutica. La idea és utilitzar tècniques analítiques per guiar el diagnòstic primerenc a partir de l’adquisició de dades de comportament mitjançant dispositius digitals, i acompanyar aquestes persones que milloren amb la teràpia. És a dir, incorporar tecnologia tant al diagnòstic como al seguiment de pacients de salut mental.

No és molt freda la tecnologia aplicada a problemes de salut mental?

Es comença a veure que certes persones se senten més còmodes interactuant amb una aplicació o dispositiu digital que amb d’altres persones, sobretot quan es donen biaixos i tabús en un àmbit tan privat com el de la salut mental.

Estem iniciant un projecte ambiciós que busca desenvolupar una plataforma que valori el risc que les persones que viatgen puguin emmalaltir. L’anàlisi de les bases de dades de 15.000 viatgers i viatgeres permetria identificar les persones que corren més risc de patir infeccions i de ser hospitalitzades per aquestes infeccions, com la malària, per així posar èmfasi en les mesures preventives i de profilaxi

Hi ha cap projecte en què participis que sigui especialment un repte per a tu?

Sí, el de l’exposoma, amb Martine Vrijheid i els col·legues de l'Exposome Hub. L’objectiu és predir l’impacte que el conjunt d’exposicions ambientals té sobre el desenvolupament de la persona des de l’etapa prenatal fins que és adulta; és a dir, com aquests factors als quals estem exposats en aquests períodes primerencs ens afecten a nivell biològic i com poden predisposar-nos a certes malalties. En aquest context, l’investigador postdoctoral Nikos Stratakis lidera l’estudi dels determinants ambientals i biològics de l’obesitat infantil.

Així mateix, amb Jose Muñoz, cap del Servei de Salut Internacional de l’Hospital Clínic de Barcelona, estem iniciant un projecte ambiciós que busca desenvolupar una plataforma que valori el risc que les persones que viatgen puguin emmalaltir. L’anàlisi de les bases de dades de 15.000 viatgers i viatgeres permetria identificar les persones que corren més risc de patir infeccions i de ser hospitalitzades per aquestes infeccions, com la malària, per així posar èmfasi en les mesures preventives i de profilaxi.

A. Cabrera / ISGlobal

Unir dos mons: acadèmia i indústria

Ja portes gairebé un any a ISGlobal. Com va ser la teva arribada?

Em vaig sentir molt benvinguda, rebuda amb entusiasme pels meus col·legues. Em sorprèn i alegra la quantitat de sinèrgies i col·laboracions que han sorgit amb diferents grups que s’han apropat per veure com podem integrar data science als seus projectes. A mi m’interessa moltíssim poder col·laborar amb ells, perquè de cadascú aprenc alguna cosa nova. En definitiva, els data scientists som com els bateries d’una banda de rock: no té massa sentit que fem música en solitari, ens complementem i enriquim amb la música (les dades i el seu context) que ens proporcionen els col·legues.

Els data scientists som com els bateries d’una banda de rock: no té massa sentit que fem música en solitari, ens complementem i enriquim amb la música (les dades i el seu context) que ens proporcionen els col·legues

Com et veus d’aquí a uns anys?

M’agradaria poder fer ciència que tingués un impacte immediat en la salut de les persones (d’això li en dic ciència intervencional). És a dir, que els descobriments i les tecnologies que desenvolupéssim en el camp de la ciència de dades i de la salut digital poguessin aplicar-se per millorar la salut a curt termini. Per això escullo només projectes amb objectius immediats. I m’interessa moltíssim la col·laboració amb els hospitals i amb el sector privat (start-ups). Els hospitals ens poden proporcionar dades per analitzar i, a més, amb ells podem treballar per resoldre preguntes mèdiques. Les start-ups desenvolupen nous productes en un entorn àgil i tenaç que és motivador.

M’agradaria poder fer ciència que tingués un impacte immediat en la salut de les persones (d’això li en dic ciència intervencional). És a dir, que els descobriments i les tecnologies que desenvolupéssim en el camp de la ciència de dades i de la salut digital poguessin aplicar-se per millorar la salut a curt termini

Quan treballava a la indústria farmacèutica i de biotecnologia trobava molt a faltar la recerca en l’àmbit acadèmic. Per tant, em sento molt feliç ara perquè puc actuar de nexe entre mons diferents: la recerca acadèmica, en què es porten a terme descobriments; la indústria, en què té lloc el desenvolupament de la tecnologia; i la clínica, en què es valora l’impacte dels productes nous.