Diagnóstico sencillo de enfermedades comunes
Con la ayuda de una única medición de luz infrarroja y el aprendizaje automático se pueden reconocer, entre otros, trastornos metabólicos e hipertensión arterial
Algunas enfermedades comunes podrían diagnosticarse en el futuro más fácil y rápidamente que hasta ahora. Un equipo del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich y el Helmholtz Zentrum München ha demostrado en un estudio representativo que las mediciones de luz infrarroja en plasma sanguíneo y el aprendizaje automático pueden utilizarse para detectar diversos trastornos metabólicos como la diabetes de tipo 2 y la hipertensión arterial. El método también detectó la prediabetes, una fase preliminar de la diabetes que otros métodos de diagnóstico suelen pasar por alto. Antes se necesitaban pruebas separadas para detectar las distintas enfermedades. Como ahora basta con una sola medición, que además sólo requiere una gota de sangre y unos minutos, el método permite realizar exámenes de salud completos a la población, por ejemplo para la detección precoz de enfermedades.
Una muestra, muchos diagnósticos: el tubo contiene poco más que una gota de plasma sanguíneo. La luz infrarroja puede utilizarse para diagnosticar diversos trastornos metabólicos, como la diabetes de tipo 2, la hipertensión arterial y el síndrome metabólico.
© Thorsten Naeser
Según el Instituto Robert Koch (RKI), alrededor del nueve por ciento de los adultos en Alemania son susceptibles de padecer diabetes, más concretamente diabetes de tipo 2, que se da sobre todo en personas mayores de 40 años. Sin embargo, sólo un siete por ciento ha sido diagnosticado de la enfermedad. Esto significa que alrededor de 1,3 millones de personas desconocen que padecen diabetes, lo que, entre otras cosas, aumenta considerablemente su riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares. En Alemania hay aún más personas que desconocen que padecen hipertensión arterial y que, por tanto, tienen un mayor riesgo de sufrir un infarto. En 2014/15, según un estudio del RKI, un buen 30% de los adultos, es decir, unos 22 millones de personas, sabían que padecían esta enfermedad. Sin embargo, alrededor de cinco millones de personas padecen hipertensión arterial no reconocida. Por tanto, el cribado sistemático de la población podría salvar a millones de personas de las consecuencias de la diabetes o la hipertensión. "Gracias a nuestro método, en el futuro será más fácil realizar este tipo de cribados en toda la población", afirma Mihaela Žigman, que dirige un grupo de investigación en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y la Universidad Ludwig Maximilian y es responsable del estudio actual.
El equipo de Žigman ha desarrollado un método para detectar los cambios bioquímicos del plasma sanguíneo asociados a las distintas enfermedades midiéndolos con una luz infrarroja. Esto se debe a que las moléculas típicas de una enfermedad -los llamados biomarcadores- cambian el espectro infrarrojo del plasma sanguíneo de una forma característica. De este modo, los investigadores obtienen una huella molecular de las enfermedades, con una única medición para la diabetes de tipo 2, la hipertensión arterial, los niveles elevados de lípidos en sangre y la prediabetes. Para identificar los cambios en el estado de salud de una persona, los investigadores entrenaron un algoritmo de aprendizaje automático para reconocer las huellas infraortográficas correspondientes. Esto también les permite diagnosticar el síndrome metabólico o su precursor. El síndrome metabólico comprende varios cambios en el estado de salud, de los cuales una persona debe presentar al menos tres: Hipertensión arterial, niveles elevados de lípidos en sangre, un nivel reducido de colesterol HDL, una mayor cantidad de grasa abdominal y resistencia a la insulina, que indica el desarrollo de diabetes. Las personas con síndrome metabólico tienen un mayor riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares y cáncer de intestino o de hígado.
Diagnóstico muy preciso
El equipo del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, la Universidad Ludwig Maximilian y el Centro Helmholtz de Múnich ha investigado la fiabilidad de su método para detectar las distintas enfermedades. Para ello, analizaron el plasma sanguíneo de los participantes no sólo con luz infrarroja, sino también con los diagnósticos estándar actuales para cada una de las enfermedades. El estudio se ha publicado en la revista Cell Reports Medicine. Según el estudio, la diabetes de tipo 2 y los niveles elevados de lípidos en sangre pueden identificarse con una precisión de alrededor del 95 por ciento utilizando la huella infrarroja. El método reconocía el síndrome metabólico con casi un 90 por ciento de probabilidad. En cuanto a la hipertensión y la prediabetes, la sensibilidad es de un 75%. "Para la práctica médica, la sensibilidad/relación debería ser superior al 75 por ciento si es posible", afirma Mihaela Žigman.
Los investigadores analizaron dos muestras de más de 2.000 participantes en el estudio, que tomaron con un intervalo de seis a siete años. De ellos, más de 200 desarrollaron síndrome metabólico entre las dos mediciones. Los investigadores utilizaron este dato para entrenar su algoritmo a fin de predecir si una persona desarrollaría síndrome metabólico en los seis años y medio siguientes basándose en una muestra de sangre. El algoritmo obtuvo un 77% de aciertos.
Una huella infrarroja de la salud
Desde una perspectiva médica, otro resultado del estudio actual también es relevante: "Nuestro algoritmo también reconoce si una persona no padece ninguna de las enfermedades que examinamos, es decir, si está sana en este sentido, basándose en una única medición de infrarrojos", afirma Mihaela Žigman. "Muchos métodos de diagnóstico convencionales suelen arrojar resultados falsos porque los valores que indican una enfermedad suelen basarse en mediciones de moléculas individuales o biomarcadores individuales". En un estudio anterior, un equipo dirigido por Mihaela Žigman ya había demostrado que el cáncer de pulmón, mama, próstata y vejiga puede detectarse con la misma precisión, pero de forma más sencilla y rentable que con los diagnósticos convencionales utilizando sus respectivas huellas dactilares infrarrojas y el aprendizaje automático.
Para que el método desarrollado por el equipo de Garching y Múnich pueda utilizarse clínicamente, es necesario que grupos de investigación independientes realicen más estudios. En segundo lugar, hay que encontrar un socio industrial que desarrolle un dispositivo práctico y lo certifique conforme a los estrictos criterios de los productos sanitarios. "Estamos convencidos de que podemos simplificar considerablemente el diagnóstico de muchas enfermedades con una huella dactilar infrarroja", afirma Mihaela Žigman. "En medicina hay un gran interés por los diagnósticos sencillos para realizar cribados exhaustivos. Ahora falta que nuestro método se establezca en el sector sanitario".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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