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Inteligencia Artificial para combatir las superbacterias

Todos aprendimos en el colegio la diferencia entre bacterias y virus. Las primeras se combaten con antibióticos y los segundos con paracetamol y agua. En el imaginario colectivo se entendía que era más potencialmente peligrosa una infección bacteriana que un simple virus, para el que el único tratamiento es atravesar sus síntomas como buenamente se pueda, a ser posible en la cama. Hasta ahora, claro.

En cualquier caso y a pesar de que últimamente la palabra que más escuchamos tiene nombre de uno de estos virus en concreto, los científicos no han olvidado la importancia de seguir investigando acerca de las bacterias y cómo luchar contra ellas. Más aún si tenemos en cuenta que la resistencia a los antibióticos provoca la muerte de 3.000 personas en España anualmente, una cifra que asciende a 33.000 si ampliamos el foco a todo el continente europeo, según los datos del Registro del Conjunto Mínimo Básico de Datos (CMBD). 

Para hacer frente a este problema sanitario, la biomedicina y la Inteligencia Artificial se han aliado para crear una herramienta que predice la evolución de las dinámicas de transmisión en los casos de resistencia a los antibióticos. Se trata de ARES (Antibiotic Resistance Evolution Simulator) y ha sido desarrollada por un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y la Fundación para la Investigación Biomédica del Hospital Universitario Ramón y Cajal (FIBio-HRC), en colaboración con la empresa tecnológica Biotech Vana.

¿Cómo funciona ARES?

ARES se basa en un sistema de computación de membranas que permite modelar a distintos niveles aspectos de la resistencia a los antibióticos, contemplando distintos escenarios. La herramienta analiza el comportamiento de la célula viva eucariota y procesa la información obtenida en clave biomolecular mediante el ADN, el ARN y las proteínas. Posteriormente, y utilizando una serie de combinaciones de algoritmos, permite conocer si un determinado antibiótico puede perder su eficacia en contextos concretos.

Tal y como explica José María Sempere, miembro del Grupo de Investigación en Autómatas, Lenguajes Formales y sus Aplicaciones (ALFA) en el Instituto VRAIN, «la idea es que una bacteria que haya adquirido o desarrollado las resistencias a antibióticos puede alojarse en una persona sana (sin bacterias con resistencias) y, esta persona, a su vez, transmitir esas bacterias resistentes a otras personas a modo de epidemia». La relevancia de esta nueva herramienta de la Inteligencia Artificial parte del hecho de una casuística múltiple y complicada, ya que «los escenarios pueden llegar a ser muy complejos y ARES tiene la capacidad de simularlos. De este modo, nos permite anticipar qué pasaría bajo una serie de condiciones», afirma Sempere.

La precisión con la que trabaja ARES permite ajustar para cada paciente y su circunstancia personal e individual tanto la dosis del antibiótico concreto como su frecuencia de toma. «Podemos ver, en función de la tasa de transmisión de genes de resistencia, cómo van creciendo las colonias de bacterias en lo que sería la microbiota de una persona”, desarrolla Sempere. «Lo que hace la herramienta es dar una predicción exacta de lo que puede llegar a pasar, a nivel micro y a nivel macro y, a partir de ahí, si vislumbra un escenario poco favorable, poder corregirlo», añade el investigador.

Primera causa de muerte en 2050

El problema que supone la resistencia a los antimicrobianos ha acuñado una suerte de nuevo término casi marveliano para definir a estos microorganismos rebeldes: las superbacterias. Pero, ¿cómo ha podido ocurrir esto si los avances en medicina y farmacología han sido constantes durante los últimos años y décadas? En este caso, la responsabilidad es compartida entre profesionales sanitarios y ciudadanos.

Por un lado, ha existido una tendencia a recetar antibióticos en exceso, en ocasiones por presión del propio paciente. Por otra parte, la automedicación entre la población, sobre todo la más envejecida, se ha convertido en una práctica más o menos habitual, pero sobre todo peligrosa. Estos dos factores han abonado el terreno para que determinadas infecciones bacterianas sean cada vez más difíciles de combatir.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) advierte en un informe publicado el pasado verano de que la resistencia a los antibióticos es, a día de hoy, una de las mayores amenazas para la salud mundial, la seguridad alimentaria y el desarrollo. Esto provoca que se incrementen los costos médicos, que se alarguen las estancias hospitalarias y que ascienda la mortalidad. La OMS recuerda que desde 2015 están llevando a cabo un plan de acción sobre la resistencia a los antimicrobianos, aprobado por la Asamblea Mundial de la Salud, centrado en reforzar la vigilancia y la investigación, fomentar la sensibilización con respecto a esta materia, optimizar el uso de medicamentos antimicrobianos y asegurar las inversiones en este campo. La organización advierte de que si no se ataja el problema, este será la principal causa de muerte en el planeta en el año 2050.

La OMS recuerda que este es un objetivo común, ya que el problema puede afectar a la población global, independientemente de su edad o del país en el que viva. Además, se trata de un trabajo conjunto que requiere la colaboración de todos los agentes implicados, desde los profesionales sanitarios y los pacientes, hasta los políticos y el sector agrícola. De esta manera, quizá la amenaza de las superbacterias pueda eliminarse de la  larga lista de motivos por los que la humanidad se irá irremediablemente a pique en los próximos años.

 

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