Basándose en modelos matemáticos, los científicos de la Universidad Estatal de Tomsk, Rusia, calcularon perfiles moleculares multicomponentes característicos de ciertas enfermedades, como por ejemplo el cáncer. A continuación, produjeron a partir de compuestos conocidos mezclas de moléculas marcadoras en una determinada concentración para cada uno de los perfiles, entrenaron una red neuronal en su ejemplo y probaron los resultados obtenidos en muestras reales de fluidos y tejidos biológicos extraídos de pacientes.
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"Nuestro método de diagnóstico se basa en el análisis de componentes de tejidos, fluidos biológicos o aire exhalado en busca de moléculas biomarcadoras", explica a Sputnik Denís Vrazhnov, participante en el proyecto.
El diagnóstico por perfiles moleculares es mucho más preciso que por moléculas marcadoras individuales, y el uso de inteligencia artificial en la interpretación de los datos minimiza el riesgo de errores. En el futuro, todo el procedimiento de análisis podrá realizarse de forma totalmente automática, según los autores del nuevo método.
Durante los experimentos, los investigadores descubrieron que la forma del perfil permite rastrear, y en una fase muy temprana, el desarrollo del cáncer: cáncer de piel, melanoma, y glioma, una de las formas más agresivas de cáncer cerebral. El glioma suele detectarse en fases avanzadas, cuando el paciente presenta síntomas como fuertes dolores de cabeza y náuseas.
"Estudiamos cómo cambia la composición molecular del tejido cerebral en ratones a los que se implantaron células cancerosas, a raíz de lo cual desarrollaron un glioma. Resultó que un cerebro sano tiene un perfil y uno enfermo otro completamente distinto. Además, descubrimos que es diferente para tumores e inflamaciones", explica Vrazhnov.
Esto resuelve otro problema de diagnóstico. Se sabe que el desarrollo tumoral suele ir precedido de inflamación, aunque no siempre. El análisis de los perfiles moleculares permite identificar con gran fiabilidad los metabolitos de la preinflamación en una muestra de suero y detectar el inicio del desarrollo de un tumor cerebral mucho antes de lo que se hace actualmente. Los autores confían en que sea posible detectar no solo gliomas, sino también otros tipos de tumores.
También los investigadores aprendieron a obtener un perfil molecular no solo a partir de la sangre, sino también de la composición del aire exhalado por una persona.
A través del intercambio gaseoso, entran en el aire exhalado moléculas marcadoras que se asocian a un proceso patológico, y las captan con el analizador de gases. Lo importante para el diagnóstico no es tanto el conjunto de compuestos analizados, sino la relación entre sus concentraciones. Por ejemplo, el amoníaco elevado es un buen marcador de diabetes.
El método ya se ha probado en condiciones clínicas en pacientes con tuberculosis. Los ensayos en grupos de voluntarios con infarto de miocardio primario también han dado buenos resultados.
Los investigadores esperan que el diagnóstico rápido basado en perfiles moleculares tenga una amplia aplicación práctica. Además de en medicina, podría utilizarse en medicina forense, sistemas de inspección y control y otros campos.
(Vía Sputnik)
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