El concurso The James Dyson Award finaliza por este año y desvela los dos grandes ganadores a nivel internacional. Por primera vez, España se alza con el premio mundial gracias a la joven ingeniera biomédica Judit Giró, que, con tan solo 24 años, ha inventado “The Blue Box”, un dispositivo biomédico que en un futuro será capaz de diagnosticar el cáncer de mama a través de la orina. Por otro lado, desde Filipinas, Carvey Ehren Maigue de 27 años y estudiante de ingeniería eléctrica, se hace con el Premio a la Sostenibilidad con su invento “AuREUS”, un sistema que convierte la luz ultravioleta en energía renovable usando la cosecha desechable. Ambos recibirán el premio de 35.000€ y 5.000€ adicionales para la Universidad de Barcelona.

En marzo de este año el concurso arrancaba su decimoquinto año en un momento de crisis mundial. Los 27 países y regiones que participan estaban experimentando un bloqueo debido a la situación del Covid-19. Las escuelas y universidades de todo el mundo cerraron, obligando a muchos estudiantes a volver a casa para realizar sus clases de forma virtual.

A pesar de vivir un momento desafiante, los estudiantes han demostrado que su capacidad de inventar y perseguir sus sueños es imparable, ya que se ha batido récord con el mayor número de participantes de la historia:1.800 proyectos.

España recibió un total de 67 proyectos, en los que se encontraba “The Blue Box”. Este invento fue seleccionado por el jurado nacional como finalista y a nivel internacional, los ingenieros de Dyson decidieron incluirlo, junto a los otros 81 proyectos internacionales, en la lista del Top 20. Finalmente, fue el propio Sir James Dyson quien lo seleccionó como ganador internacional y quien se lo comunicó personalmente a la ganadora.

En palabras de James Dyson, fundador e ingeniero jefe en Dyson: “He visto y experimentado de primera mano los desgarradores efectos del cáncer. Como científicos e ingenieros, debemos hacer todo lo que esté a nuestro alcance y emplear la tecnología para intentar resolver estos problemas. Judit combina las últimas tecnologías en el campo informático para crear un producto holístico y con un diseño de calidad que resuelve un problema real y puede beneficiar a muchas personas. Personalmente, me sorprendió lo bien que funciona “The Blue Box” con los sensores de inteligencia artificial para funcionar como un dispositivo electrónico en coordinación con una aplicación”.

La historia de una joven ingeniera española: ¿Por qué el cáncer de mama?

Judit Giró tiene 24 años y es de Tarragona. Cuando estaba en el colegio, una profesora de biología le explicó cómo el cuerpo humano convierte una miga de pan en 265 kcal sin apenas pérdida energética. Esta lección despertó en ella una cierta fascinación que todavía le sigue asombrando. Sin embargo, también dio lugar a un ligero toque de frustración ante la naturaleza impredecible de la biología. Al ser una entusiasta de las matemáticas, pensó que la única solución lógica a tal imprevisibilidad, era aplicar esta ciencia para traducir la biología en modelos matemáticos Esta toma de decisiones le llevó a estudiar la carrera de ingeniería biomédica en la Universidad de Barcelona.

Durante la carrera, Judit leyó un estudio de 1989, donde el Dr. Hywel Williams y el Dr. Andres Pembroke del Hospital King's College de Londres, informaban en la revista The Lancet sobre un caso ocurrido en su consulta médica. La dueña de un perro raza collie-dóberman explicó que su perro mostraba un creciente interés en oler un lunar en su pierna. Se demostró que el lunar era canceroso y se eliminó, salvando así la vida de la paciente. Este punto de inflexión evidenció que el cáncer produce cambios metabólicos en la fisiología humana, alterando así el sabor, la textura, el olor o la forma del cuerpo. Tal evento estableció el punto de partida para encontrar nuevas metodologías para el diagnóstico de cáncer basado en componentes químicos hallados en el cuerpo humano.

Poco después, un profesor compartió con los alumnos el “caso de Blat”, un perro que podía detectar el cáncer de pulmón oliendo el aliento de su dueño. Este descubrimiento marcó una nueva meta en su carrera: quería usar su ingeniería para reproducir la fisiología del perro en un microprocesador Arduino y un par de sensores; y traducir la corteza olfativa del cerebro en un fragmento de código Python.

Se dispuso a investigar sobre el cáncer en general, pero un acontecimiento hizo que se enfocara concretamente en el cáncer de mama. Judit leyó un estudio por el National Health Institute (NIH), en EE. UU. en el que publicaba que las mujeres eran 51% más propensas a padecer efector adversos a los medicamentos, debido a que estaban siendo infrarrepresentadas en la investigación biomédica. Ante esta frustración, todos sus esfuerzos se centraron en perseguir un nuevo objetivo: “Cambiar la forma en que nosotros como sociedad, luchamos contra el cáncer de mama”.

Un año más tarde, su madre fue diagnosticada con cáncer de mama, un hecho que reafirmó su idea de la necesidad real de elevar el derecho de todas las mujeres del mundo a tener acceso a una medicina preventiva de calidad.

De Barcelona a California
Habiendo terminado sus estudios en 2018, decidió que su gran vocación era estudiar la posibilidad de detectar el cáncer de mama a partir de la orina. Cruzó el charco y empezó a estudiar, y después trabajar, en la Universidad de California en Irvine, el máster en Embedded Cyber-physical Systems.

Fue aquí donde la ingeniera se dio cuenta de que hay una necesidad global de mejorar el proceso de detección del cáncer de mama para que sea menos invasivo y más accesible. Actualmente, la detección requiere que las mujeres acudan a hospitales o instalaciones médicas y se sometan a un procedimiento incómodo, a veces doloroso, y a menudo costoso. Esto conlleva que, en algunas ocasiones, las mujeres dedican saltarse este proceso.

La Sociedad Estadounidense del Cáncer predice que el cáncer de mama representará el 30% de todos los cánceres diagnosticados en los EE. UU. En 20201. En España, durante este año, se prevé diagnosticar 32.953 casos de cáncer de mama, una enfermedad que se calcula que padecerá una de cada ocho 8 mujeres españolas en algún momento de su vida y que, en 2019, tuvo una tasa de supervivencia a cinco años superior al 90%2. La mortalidad de esta patología ha descendido en los últimos años gracias a los programas de cribado y a la mejora de los tratamientos, pero, aun así, continúa siendo la primera causa de muerte por cáncer en las mujeres españolas.

El estadio en el que se ha diagnosticado el cáncer influye en la supervivencia, ya que en el estadio I supera el 98%; en cambio en los estadios III la supervivencia desciende al 24% 3. Sin embargo, esta tendencia se puede observar en el campo de la oncología, considerando específicamente los programas de prevención basados en la mamografía. De hecho, un estudio del Center for Desease Control indicó que solo el 65% de las mujeres asistieron al programa en los últimos dos años, lo que podría provocar que 1 de cada 3 de los cánceres de mama se detectasen demasiado tarde y, por lo tanto, las mujeres tengan un peor pronóstico y posibilidades de supervivencia.  

Las razones por las que las mujeres se saltan las pruebas de detección basadas en mamografías son múltiples: dolor (41% de las entrevistadas), dificultad para ausentarse del trabajo y cobertura de seguro deficiente según el Journal of Women’s Health. 5 Además, según el Departamento de Salud de Cataluña, solo el 6,45% de los cánceres de mama diagnosticados mediante mamografía son en realidad cáncer.6 En otras palabras, la sensibilidad de la mamografía es dramáticamente baja.

Finalmente, aunque su dosis no es lo suficientemente sustancial como para ser considerada dañina, la exposición cada dos años a la mamografía aumenta el riesgo de cáncer de mama.

Por todo esto, Judit se dispuso a encontrar una solución global: Inventar un dispositivo que pudiera diagnosticar el cáncer de mama a través de la orina, sin dolor, sin radiación y de bajo coste.

The Blue Box: la solución a nivel mundial

“The Blue Box” es un dispositivo biomédico que analiza la orina humana y detecta el cáncer de mama con una tasa de clasificación de >95%. Este dispositivo, actualmente en proceso de una novedosa patente en EE. UU, va a permitir, en un futuro, que una mujer desde su casa pueda realizarse una prueba de cáncer de mama sin necesidad de radiación y dolor a través de una muestra de orina y mediante la tecnología de Inteligencia Artificial (IA). El dispositivo analiza determinados compuestos presentes en la orina para detectar signos de cáncer de mama. Durante estos minutos de análisis, “The Blue Box” realiza un análisis químico de la muestra y envía los resultados a la nube, donde se ejecuta el algoritmo basado en IA. Esto conduce a un diagnóstico, que se comunica a través de la misma app en el teléfono móvil. Además, la usuaria puede consultar en ella sus resultados en tiempo real y guardar el historial de las pruebas realizadas.

En octubre de 2017 comenzó el desarrollo del primer prototipo de la “Blue Box” como trabajo final de grado. El profesor Fadi Kurdahi, profesor del “Center for Embedded Cyber-physical Systems” de la Universidad de California en Irvine fue el mentor de Judit. Este estudio demostró la hipótesis de que “el análisis de metabolitos realizado en orina es suficientemente significativo para clasificar las pacientes entre sujetos control y pacientes con cáncer de mama metastásico”, comenta Judit. El primer prototipo de la “Blue Box” tenía un valor total de unos 35€.

Para probar el dispositivo se recogieron 90 muestras de orina humana de sujetos control y de pacientes con cáncer de mama en el Hospital Universitari Sant Joan de Reus, cerca de Barcelona. La clasificación de las muestras se logró con una sensibilidad del 75%.

Este prototipo fue testeado con muestras de orina de pacientes con cáncer de mama metastásico, es decir con cáncer recurrente. Si el comité ético de la Universidad de California les aprueba el protocolo, podrían empezar a recoger muestras de orina de pacientes antes de que éstas siquiera sean diagnosticadas. Este estudio permitiría conocer la capacidad de diagnóstico real en pacientes con tumores de mama en estadio más inicial y así, brindar a todas las mujeres del mundo la posibilidad de evitar un cáncer de mama en estadio avanzado.

Con el objetivo final de llevar esta solución a todas las mujeres del mundo, Judit desarrolló en California, junto a su amigo Billy, el segundo prototipo que incorporó por primera vez la inteligencia artificial, logrando una clasificación del 95%.

En un futuro no muy lejano
Judit espera que en un par de años el proyecto esté en la etapa de prototipo final, preparado para estudios en humanos y ensayos clínicos. Además, actualmente, “The Blue Box” forma parte del programa Startup Organic Growth de la Universidad de California en Irvine, Beall Applied Innovation ("The Cove"). Calculan que el coste de llevar a cabo una patente en América y algunas regiones de Europa, además de un pacto de cooperación internacional, sean unos 60.000€.

Gracias al premio monetario del concurso, el equipo “The Blue Box” van a poder acelerar este proceso para que, en unos años, sea comercialmente viable y así cambiar el rumbo de la vida de muchas mujeres en todo el mundo.

“The Blue Box tiene el potencial de hacer que la detección del cáncer de mama sea una parte de la vida cotidiana. Puede ayudar a cambiar la forma en que la sociedad lucha contra el cáncer de mama para asegurar que más mujeres puedan evitar un diagnóstico avanzado. El día en que James Dyson me dijo que había ganado el premio internacional fue un verdadero punto de inflexión, ya que el dinero del premio me permitirá patentar más ampliamente y agilizar la investigación y el desarrollo del software que estoy haciendo en la Universidad de California. Pero, sobre todo, el escuchar que él cree en mi idea me ha dado la confianza que necesito en este punto vital". Judit Giró, Ganadora Internacional The James Dyson Award 2020 y creadora “The Blue Box”.

Los Premios James Dyson Award forman parte de un proyecto más amplio liderado por Sir James Dyson, el cual demuestra el poder de los ingenieros para cambiar el mundo. El Instituto Dyson de Ingeniería y Tecnología, la Fundación James Dyson y los Premios James Dyson Award tienen como objetivo apoyar a los aspirantes a ingeniería, animándolos a poner en práctica sus conocimientos teóricos y descubriendo nuevas formas de mejorar la vida a través de la tecnología. Desde la primera edición de los premios, en 2005, James Dyson ha contribuido con más de 100 millones a romper barreras conceptuales en educación y para otras causas caritativas. Los premios han financiado aproximadamente 250 invenciones con premios en metálico de un total de 800.000£.

¿Qué es el James Dyson Award?

El concurso internacional The James Dyson Award lleva más de tres lustros otorgando premios a jóvenes ingenieros. A través de La Fundación James Dyson, sin ánimo de lucro, se plantea un reto estimulante a estos estudiantes y recién licenciados en ingeniería industrial, diseño de producto o una disciplina relacionada, para que sientan el deseo de emprender y cambiar el mundo con sus ideas. Los participantes bajo el brief “diseña un invento que resuelva un problema”, concursan a nivel nacional e internacional con el objetivo de dar visibilidad a su proyecto y recibir un premio monetario que les ayude a acelerar el proceso de comercialización. Como novedad de este año, debido al aumento de participaciones que incorporaban la sostenibilidad en el proceso de diseño o fabricación, Sir James Dyson, ingeniero jefe y fundador de la compañía, decidió incluir el premio dedicado a la Sostenibilidad.