Blockchain en Genómica

Usando conjuntos de datos genómicos , los investigadores intentan extraer información sobre los mecanismos moleculares de la enfermedad humana, lo que puede ayudar a identificar mutaciones específicas de la enfermedad. El genoma humano consta de unos 3 mil millones de pares de bases. Algunas enfermedades genéticas son raras, e incluso algunas enfermedades comunes como la hipertensión, la diabetes, etc. tienen sensibilidad genética. Por lo tanto, los conjuntos de datos requieren una infraestructura y canalizaciones específicas para su procesamiento. Sin embargo, el aumento de los datos genéticos también ha traído algunos problemas, incluido el acceso a los datos, la seguridad y la privacidad. Entonces, los investigadores toman la ayuda de blockchain para resolver este problema y realizar operaciones en los datos fácilmente.

Introducción a la Genómica

La genómica es un campo especial de la biología que se ocupa de la estructura, función, evolución, mapeo y edición de genomas. 

• Un genoma es un conjunto completo de información genética (también conocida como ADN) en un organismo. 
• La genómica también implica la secuenciación y el análisis de genomas mediante el uso de bioinformática y secuenciación de ADN de alto rendimiento para ensamblar y analizar la función y estructura de genomas completos. 

Blockchain en Genómica

La tecnología Blockchain tiene un enorme potencial para construir los sistemas del futuro y dar forma al mundo médico de nuevas maneras. Una string de bloques es un libro de contabilidad público digital y descentralizado diseñado para registrar todos los datos en su red. Blockchain se implementa ampliamente en varios sectores, como finanzas, educación, atención médica, etc.

• La tecnología Blockchain puede ser nueva, pero ya está desempeñando un papel importante en el cuidado de la salud, especialmente en la medicina genómica. 
• A medida que la tecnología se utilice más ampliamente en genómica, los científicos podrán obtener una comprensión más profunda de los mecanismos de las enfermedades. 
• Este conocimiento ayudará a los científicos a desarrollar mejores terapias e intervenciones para una variedad de enfermedades manteniendo la privacidad y la seguridad.

¿Por qué Blockchain en Genómica?

A continuación se presentan algunos de los puntos para entender por qué blockchain es útil en genómica:

• Seguridad de datos genómicos: los datos genómicos son muy sensibles y cruciales, desde una perspectiva de seguridad de datos, blockchain proporciona una excelente seguridad e integridad de datos. Los métodos de seguridad como el cifrado son útiles para combatir las filtraciones de datos, pero no brindan una protección completa. Muchos sistemas de grandes organizaciones con el más alto nivel de seguridad son penetrados por piratas informáticos. Sin embargo, la tecnología blockchain ayuda a las organizaciones al brindar una mejor protección contra las filtraciones de datos. Blockchain utiliza técnicas de hashing para almacenar datos de forma segura, lo que ayuda a la empresa a proteger los datos y también ayuda a compartir datos.
• Intercambio de datos genómicos: utilizando datos genómicos y la red blockchain, ahora es posible enviar información genética anónima a todo el mundo. La naturaleza de descentralización de blockchain permite un intercambio de datos fácil y seguro entre organizaciones. La información se puede almacenar en un libro mayor especial en una base de datos de string de bloques que mantiene la información segura.
• Inmutabilidad de los datos genómicos: Blockchain proporciona inmutabilidad de los datos genómicos para las organizaciones, ayudándolas a proteger la información. Debido a la estructura descentralizada de la tecnología blockchain, los datos genómicos no se pueden modificar, por lo que cualquier cambio se reflejará en todos los Nodes, por lo que nadie hace trampa aquí y se puede decir que el intercambio de datos genómicos es muy seguro.
• Eficiencia: la organización utiliza la tecnología blockchain por razones de eficiencia, ya que blockchain elimina cualquier interferencia de terceros entre el intercambio de datos genómicos y los errores, lo que hace que el sistema sea más eficiente y rápido. Como resultado, compartir datos se vuelve más fácil, fluido y rápido.
• Reducción de costos: dado que blockchain no requiere una tercera persona, reduce los costos para las organizaciones y brinda confianza a otros socios. Antes de la tecnología blockchain, las organizaciones gastaban mucho dinero, ya que tenían que contratar a una tercera persona para mantener todas las cosas que hace la tecnología blockchain.

¿Por qué la tecnología Blockchain es adecuada para aplicaciones de bioinformática y atención médica?

Blockchain juega un papel importante en la bioinformática y las aplicaciones de salud, ya que reduce el costo del análisis en genómica y aplicaciones de salud.

• Las transacciones de datos en los sistemas de string de bloques son más rápidas y eficientes que los procesos tradicionales.
• La mayor ventaja de la string de bloques es que los datos registrados en el sistema central se pueden manipular, mientras que los datos de la string de bloques no se pueden manipular. Dado que es un sistema distribuido, cada transacción de datos con blockchain se vuelve más transparente y rastreable.
• Blockchain previene el fraude y la actividad no autorizada mejor que otros sistemas.

¿Por qué la tecnología Blockchain no es adecuada para aplicaciones de bioinformática y atención médica?

• En genómica y atención médica, el mayor problema es que las personas no quieren compartir los datos sin procesar directamente porque, con la ayuda de los datos del genoma completo, se pueden detectar personas y obtener información sobre su ascendencia.
• En las transacciones de blockchain, los datos se almacenan en su valor hash en lugar de los datos originales.
• Ni la genómica ni los sistemas sanitarios actuales ni los basados ​​en blockchain pueden proporcionar un anonimato completo hasta que las personas utilicen dispositivos portátiles para obtener sus propios resultados de análisis.

Tendencias Actuales en Sistemas Basados ​​en Blockchain en Genómica

Echemos un vistazo a la era de los sistemas basados ​​en blockchain para comprender mejor las tendencias actuales. Según el artículo de la NLM (Biblioteca Nacional de Medicina), la era de los sistemas genómicos basados ​​en strings de bloques se divide en tres eras, de la siguiente manera: 

1. Era de prueba de concepto (de 2016 a 2018): dado que el concepto de string de bloques es nuevo en el campo en esta era, la aplicación propuesta requiere un desarrollo central. El objetivo principal de esta era es proporcionar una aplicación eficiente para demostrar que la plataforma blockchain se puede utilizar para los sistemas de gestión de la salud. En esta era, las plataformas blockchain tienen:

• Incluya el intercambio de datos genómicos y el intercambio de EHR, mientras que en otra era la investigación se realiza solo para el intercambio de EHR.
• En esta era, se diseñó la arquitectura detallada del sistema de salud basado en blockchain, mientras que en otras eras, el método propuesto integró otras tecnologías en el sistema al reducir la parte de blockchain con el tiempo.

2. Era de desarrollo de Blockchain (de 2019 a 2020): en esta era, se proponen principalmente aplicaciones complejas basadas en la nube y encriptadas. Las principales áreas de investigación durante este período fueron:

• La investigación se centra en diseñar un sistema de salud basado en blockchain, como en la primera época.
• El enfoque de la investigación no está en la predicción de enfermedades y los métodos de monitoreo de pacientes, sino en el uso de varias técnicas criptográficas en el sistema para aumentar la seguridad del sistema, la implementación de módulos habilitados para blockchain y la evaluación del rendimiento.

3. Blockchain como era de plataforma (desde 2021 hasta la actualidad): en esta era, blockchain se convierte en una plataforma que tiene algoritmos adicionales basados ​​​​en IA que se ejecutan en la plataforma blockchain. Este período puede considerarse el primer período en la construcción de un ecosistema de datos utilizando la tecnología blockchain. Las principales áreas de investigación durante este período fueron:

• El enfoque de la investigación está en el desarrollo de un sistema de salud basado en blockchain con capacidades de monitoreo de pacientes y predicción de enfermedades.
• Se han integrado métodos de inteligencia artificial en el sistema para prestar más atención a estos temas y evaluar el rendimiento del sistema desde esta perspectiva.