Desarrollan un software para diseño de alternativas terapéuticas efectivas

Sociedad 21/01/2021 Por Mónica Hernández
Se trata de una herramienta bioinformática basada en inteligencia artificial, que determina la cantidad y el tipo de glóbulos blancos que se infiltran en tumores.
MIXTURE - Autores del estudio
Los autores del estudio: Romina Girotti, Elmer Fernández, Gabriel Rabinovich, Hugo Luján, Yamil Mahmoud, Joaquín Merlo, Florencia Veigas, Mónica Balzarini, Matías Miranda y Darío Rocha.

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La Nueva Mañana dialogó con Elmer Fernández, ingeniero en Biomedicina y doctor en Computación Avanzada e Inteligencia Artificial, quien contó los pormenores del desarrollo que contribuirá en las investigaciones que ayudarán a explicar la “asociación entre la composición de células inmunes que infiltran los tumores y los mecanismos de resistencia a las terapias existentes permitiría buscar alternativas terapéuticas para este tipo de pacientes”, indicaron los científicos.

Fernández, asimismo, es el primer autor del trabajo e investigador del Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas (Cidie), dependiente de la Universidad Católica de Córdoba (UCC) y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet). 

Este trabajo en particular nació “justamente porque estábamos interesados en estudiar la interacción entre el sistema inmune que rodea al tumor y la célula tumoral. Con ese objetivo comenzamos a trabajar y a buscar de alguna manera distintas herramientas que nos permitieran cuantificar el contenido del sistema inmune del tumor, utilizando datos de expresión génica que, obviamente, estén disponibles para su uso pues no teníamos capacidad para hacer un ensayo en pacientes reales, digamos”, sostuvo el ingeniero.

A partir de allí, se empezó a trabajar en grupo con un conjunto de datos de pacientes reales que hay en Internet y se dieron cuenta de que los algoritmos* actuales tenían ciertas deficiencias desde lo teórico en lo computacional.

Entonces, una vez que obtuvieron esos resultados se propusieron ver y pensar si podían mejorar estas herramientas que “andan dando vueltas, porque nosotros necesitamos tener una cuantificación lo más precisa y lo más creíble posible de lo que estábamos observando en los tumores, siendo este, más o menos, el origen del desarrollo”, explicó el experto en Biomedicina.

Con esos resultados, el equipo interdisciplinario se abocó a entender y a elaborar conceptos teóricos y ciencia de datos en el desarrollo del algoritmo, y paralelamente algunos miembros del grupo se dedicaron a implementar la herramienta en otros lenguajes y a validarla, o a estudiar pacientes y ayudarse a entender lo que habían encontrado en las muestras de otras personas en tratamiento.

MIXTURE -  herramienta bioinformática
MIXTURE es una herramienta bioinformática que cuantifica de manera muy precisa la cantidad y el tipo de glóbulos blancos que se infiltran en tumores. 

Trabajo interdisciplinario en cuarentena

Este grupo realiza ciencia de datos y funciona dentro del Instituto dirigido por el doctor Hugo Luján en la Facultad de Ciencias Químicas de la UCC, donde fundamentalmente se ayuda a interpretar los resultados que tenían desde el punto de vista del sistema inmunológico y al cual han incorporado estudiantes de la carrera de Bioinformática de la UCC. 

-¿Cómo trabajó el equipo en este período de aislamiento?

La cuarentena no significó un impedimento para realizar nuestras tareas, porque trabajamos con datos que ya están disponibles en repositorios internacionales, de un centro muy grande de Estados Unidos que tiene más de 10.000 pacientes con datos de expresión de genes. Usamos esos resultados además de otros ensayos clínicos que publicaron, es decir toda información que ya está disponible y de libre acceso toda la comunidad científica.
En tanto, en algunos casos pidieron los datos directamente a los autores de trabajos particulares, para lo cual no tuvieron que hacer ningún experimento en laboratorio húmedo; todo es un abordaje computacional, es decir, que no necesitaron ir directamente a un gabinete, pero sí tuvieron el apoyo de personal de la Universidad que los ayudó a tener los equipos online para poder trabajar y realizar los procesamientos e investigaciones en forma remota y de cómputos.

-¿Cuándo pasaron los resultados de la investigación?

A mitad de año mandamos el trabajo para publicar, lo que sucede es que debe pasar por un proceso con revisores que nosotros no conocemos, de otras partes del mundo. Una vez que lo revisan, lo devuelven y te dicen primero si te lo pueden rechazar, lo cual en nuestro caso no fue así, o te dicen: ‘el trabajo es interesante, pero tenemos tales y tales dudas’. Entonces uno les responde a los revisores y luego cuando quedan satisfechos al enviar las respuestas sobre las dudas, allí pasan a publicarlo en la revista científica. A los resultados ya los tuvimos en el primer semestre del año y después la evolución nuestra fue un ida y vuelta con los revisores y la revista, para ajustar algunos aspectos.

Disponibilidad de la aplicación

¿A partir de qué momento sería aplicable este software?

Está disponible en sus diversas versiones para diferentes estratos, ya sea esta aplicación para bioinformáticos puros en lenguaje de programación Python y otra que tiene interfaz amigable para los biólogos, para la gente que trabaja en medicina de precisión de biología molecular. Por otra parte, estamos dando soporte y servicio a distintos laboratorios de biología molecular e incorporándolos cuando piden ensayos de expresión de genes a los médicos que la requieren como una información extra que tengan en cuenta el estado del sistema inmunológico del paciente. 

Hoy por hoy está disponible libremente y según los requerimientos algunas veces se cobra; ahora, de hecho, lo están usando en Chile y en Canadá en un instituto de tratamiento de cáncer y a veces “me consultan dudas acerca del software y se las contesto. Básicamente, el impacto está en el área de investigación, porque debemos buscar información, pues utilizamos esta herramienta para evaluar distintos tipos de tumor, porque para poder usarla como una herramienta de seguimiento o de guía terapéutica en un ensayo clínico bien controlado no lo vamos a hacer por ahora pues resulta costoso y preferimos ir por el lado de la investigación y revalidarla para que nos dé la información y así cotejar si está todo bien o mediante el seguimiento de pacientes utilizando la base de datos.

Existe una transcendencia hacia la comunidad y es importante su difusión, pues durante la cuarentena los diversos grupos siguieron trabajando en investigación y solo cambió la modalidad, ya que en estos meses se mantuvo la labor en equipo con miras al desarrollo de vacunas tanto para Covid-19 como para otras afecciones.
 

*N. de R: algoritmo es “en matemáticas, lógica y ciencias de la computación, un conjunto de reglas definidas y no ambiguas, ordenadas y finitas que permite solucionar un problema, realizar un cómputo, procesar datos y llevar a cabo otras tareas o actividades”.

 

 

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