Con el objetivo de prevenir miles de infecciones cada año entre pacientes de quimioterapia, un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado un dispositivo portátil que podría usarse para controlar los niveles de glóbulos blancos desde el domicilio, sin necesidad de adquirir muestras de sangre.
Según señalan desde la UPM, la reducción de los niveles de glóbulos blancos tras un tratamiento de quimioterapia causa cada año más de 250.000 infecciones de diversa gravedad en Europa. “Conocer en tiempo real si este efecto secundario de la quimioterapia se está produciendo en el paciente podría reducir estas complicaciones en más de la mitad de los casos, mediante el empleo de antibióticos profilácticos o medicamentos que inducen el crecimiento de estas células”.
La reducción de los niveles de glóbulos blancos tras un tratamiento de quimioterapia causa cada año más de 250.000 infecciones de diversa gravedad en Europa
Por este motivo, mediante un prototipo portátil, los investigadores toman imágenes de vídeo de las células sanguíneas que fluyen a través de los capilares de la superficie de la piel, justo al comienzo de la uña. Después, un algoritmo informático analiza estas imágenes y determina si los niveles de glóbulos blancos están por debajo de un umbral que los médicos consideran peligroso.
“La tecnología que hemos utilizado consiste en un microscopio de campo amplio que emite luz azul, penetrando entre 50 y 150 micras por debajo de la piel. De este modo obtenemos imágenes de lo que conocemos como el lecho ungueal una zona en la que los capilares están ubicados muy cerca de la superficie de la piel. Estos capilares son tan estrechos que los glóbulos blancos deben pasar de uno en uno, haciéndolos más fáciles de ver. La tecnología no proporciona un recuento preciso de glóbulos blancos, pero revela si los pacientes están por encima o por debajo del umbral considerado peligroso, definido como 500 neutrófilos (el tipo más común de glóbulos blancos) por microlitro de sangre.”, explica Carlos Castro-González, doctor de la Universidad Politécnica de Madrid y líder del equipo de investigación.
"Nuestro objetivo es que los pacientes tengan este dispositivo portátil que puedan llevarse a casa, y monitorizar diariamente cómo están reaccionando al tratamiento"
"Nuestro objetivo es que los pacientes tengan este dispositivo portátil que puedan llevarse a casa, y monitorizar diariamente cómo están reaccionando al tratamiento. Si están por debajo del umbral, entonces se podría administrar un tratamiento preventivo", añade el investigador de la UPM.
LA APLICACIÓN DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Durante el estudio, que acaba de publicarse en Scientific Reports, los investigadores probaron el dispositivo en 11 pacientes del Hospital General de Massachusetts y el Hospital Universitario La Paz de Madrid, todos ellos con un tratamiento con quimioterapia. El trabajo demostró una precisión del 95% para determinar si los niveles de glóbulos blancos de un paciente estaban por encima o por debajo del umbral.
Para obtener las medidas, los investigadores graban un minuto de vídeo por paciente. Tres personas independientes examinaban los vídeos sin conocer su estado inmunológico y anotaban cada vez que observaban un glóbulo blanco. Sin embargo, desde que presentaron su artículo, los investigadores han estado desarrollando algoritmos de ordenador para realizar la misma tarea automáticamente.
El trabajo demostró una precisión del 95% para determinar si los niveles de glóbulos blancos de un paciente estaban por encima o por debajo del umbral
"Basándonos en el conjunto de características que nuestros evaluadores humanos identificaron, ahora estamos desarrollando un algoritmo de inteligencia artificial y de visión artificial, con resultados preliminares que indican la misma precisión que los evaluadores", apunta Aurélien Bourquard, investigador del grupo Tecnologías de Imágenes Biomédicas (BIT) en la Universidad Politécnica de Madrid y primer firmante del trabajo. La profesora María Jesús Ledesma Carbayo, el doctorando Alberto Pablo Trinidad, ambos pertenecientes al BIT, y los colaboradores Ian Butterworth y Álvaro Sánchez-Ferro del MIT, son otros de los investigadores participantes en este trabajo.
Tras los buenos resultados, el equipo de investigación ha solicitado patentes sobre la tecnología y ha lanzado una compañía llamada Leuko Labs, que está trabajando en comercializar esta tecnología que Carlo Brugnara, profesor de patología en la Facultad de Medicina de Harvard y el Hospital Infantil de Boston, describe como "excepcionalmente prometedora", según apuntan desde la UPM. "Tener un método no invasivo que le permita, en un corto período de tiempo, ver cuántos glóbulos blancos hay en un paciente determinado sería una gran mejora", dice Brugnara, que no participó en la investigación.
Con el fin de ayudar a que la tecnología avance hacia la comercialización, los investigadores están construyendo un nuevo prototipo automatizado. "Automatizar el proceso de medición es clave para hacer un dispositivo de uso doméstico viable", declara Ian Butterworth, uno de los investigadores del MIT que han participado en su desarrollo. "Las imágenes deben ser recogidas en el lugar correcto del dedo del paciente, y el funcionamiento del dispositivo debe ser lo más sencillo posible", añade este experto.
“El siguiente paso será adaptar la tecnología para que se puedan generar recuentos de glóbulos blancos más precisos, lo que sería útil para controlar a pacientes sometidos a trasplantes de médula ósea o a personas con ciertas enfermedades infecciosas”
A su vez, “el siguiente paso será adaptar la tecnología para que se puedan generar recuentos de glóbulos blancos más precisos, lo que sería útil para controlar a pacientes sometidos a trasplantes de médula ósea o a personas con ciertas enfermedades infecciosas”, dice Castro-González.
No obstante, además de prevenir las infecciones, el dispositivo también podrá ayudar a los médicos a decidir si un paciente está listo para recibir su próxima dosis de quimioterapia antes de que hayan transcurrido esos 21 días.
"Hay un equilibrio al que los oncólogos deben llegar", dice Sánchez-Ferro. "Normalmente, los médicos quieren que la quimioterapia sea lo más intensa posible, pero sin que las personas estén inmunosuprimidas. Los ciclos actuales de 21 días se basan en estadísticas de lo que la mayoría de los pacientes puede tolerar, pero si estás listo antes, entonces es posible que te administren tu siguiente dosis con antelación y eso se traduzca en una mejor supervivencia".