Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han desarrollado una herramienta que usa algoritmos de aprendizaje profundo para mejorar el diagnóstico del glaucoma. Esta enfermedad es la principal causa de pérdida de visión irreversible en la población de entre 40 y 80 años.

Una colaboración del grupo Biomedical Imaging Technologies  (BIT) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) con el Parc de Salut Mar de Barcelona, el Instituto Catalán de Retina de Barcelona y el Centro Universidad Médica Radboud de Nimega, Países Bajos, ha dado como resultado el desarrollo de una herramienta de telemedicina y un algoritmo basado en inteligencia artificial para la detección automática de indicios de glaucoma a partir de retinografías.

El uso de esta tecnología en campañas de detección de patologías oculares permitiría el diagnóstico temprano de una de las enfermedades que causan más discapacidad visual en España, con un 2,1 % de prevalencia en mayores de 40 años.

El glaucoma es la principal causa de pérdida de visión irreversible en la población de entre 40 y 80 años. A nivel mundial, se estima que hay más de 60 millones de personas que sufren la enfermedad y la previsión es que pueda aumentar hasta más de 110 millones en 2040.

El estándar de diagnóstico y seguimiento del glaucoma es un proceso costoso que incluye la realización de varias pruebas para la obtención de imágenes que son analizadas posteriormente por uno o varios especialistas; entre ellas, imágenes digitales en color del fondo de ojo, o retinografías. La identificación de signos de enfermedad en estas imágenes de la retina es compleja y requiere formación especializada y años de práctica.

La reciente irrupción de nuevos algoritmos y sistemas de computación más potentes ha alumbrado una nueva era en la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. Bajo el término aprendizaje profundo o deep learning, aparece un nuevo conjunto de técnicas especialmente eficaces y eficientes en el procesamiento, análisis y clasificación de todo tipo imágenes. El equipo ha usado tecnología que permite una clasificación automática de glaucoma a través de imágenes de fondo de ojo.

Aumento de la precisión

Según señala María de Jesús Ledesma, investigadora de la UPM experta en imagen biomédica: hasta ahora, en el caso del glaucoma, los algoritmos de aprendizaje automático que se han utilizado se basaban en la identificación de parámetros y ratios de medidas del disco óptico que permitieran entrenar al método antes de ser aplicado.

Este proceso, largo y costoso, continúa, ha sido sustituido en los últimos años por nuevas técnicas en las que se sustituye el trabajo de etiquetado y procesamiento anterior complejo y difícilmente automatizable por un aumento en la complejidad de los algoritmos, con muchas más etapas intermedias de procesamiento que generalizan el proceso de aprendizaje del programa y aumentan su precisión.

En los algoritmos conocidos como supervisados, los más habituales, todavía es necesario realizar un etiquetado previo de los conjuntos de imágenes de entrenamiento, pero solo indicando el tipo o grado de avance de la patología. Basándonos en esta información, el algoritmo internamente se encargará de aprender los parámetros necesarios para poder clasificar correctamente nuevas imágenes. Los investigadores del grupo BIT han utilizado este enfoque para proponer nuevas tecnologías que permitan realizar una clasificación automática de glaucoma a través de imágenes de fondo de ojo.

Gracias a un proyecto de investigación financiado por el Instituto de Salud Carlos III, y liderado por el doctor Alfonso Antón del Parc de Salud Mar, el grupo de investigación de la UPM ha colaborado en el análisis de la precisión diagnóstica, el costo y la utilidad de la detección de glaucoma con métodos de imagen y telemedicina.

En las primeras fases de este proyecto, el grupo BIT implementó una herramienta de telemedicina que permitió a quince profesionales introducir y evaluar los datos de las pruebas oftalmológicas de una campaña de detección de glaucoma en la que participaron más de mil personas. Se realizó una doble evaluación remota de las pruebas a través de la herramienta de telemedicina, por medio de oftalmólogos especialistas (con más de cinco años de experiencia) y no especialistas.

El diagnóstico final en caso de discrepancia entre ambas evaluaciones lo realizaron dos oftalmólogos especialistas en glaucoma también a través de la herramienta de telemedicina.

Comparación de algoritmos 

En una segunda etapa del proyecto, el grupo de la UPM se encargó de realizar una exhaustiva comparación de algoritmos basados en aprendizaje profundo para seleccionar y configurar el más adecuado para la clasificación automática de glaucoma. Para completar esta tarea, se colaboró con el prestigioso grupo de investigación holandés Diagnostic Image Analysis Group.

El proyecto demostró que el uso de esta tecnología permite lograr ratios de sensibilidad, capacidad para detectar correctamente glaucoma, y especificidad ,capacidad para detectar correctamente casos sanos en valores en torno al 90 % de los casos. Además, se identificó que estos valores son superiores a los ratios obtenidos por los profesionales no especialistas y cercanos a los de los especialistas con más experiencia.

En el proyecto se han evaluado los datos de pruebas de una campaña de detección de glaucoma en la que participaron más de mil enfermos.

Los resultados publicados  en Biomed. Opt. Express muestran que una combinación de datos clínicos junto con las imágenes de fondo de ojo puede suponer una mejora de la sensibilidad y la especificidad de la clasificación.

Estos últimos resultados servirán de base para los próximos pasos del grupo Biomedical Imaging Technologies (BIT) en los que se incluirán, además de los datos clínicos, otros procedentes de diferentes pruebas de diagnóstico del glaucoma, como por ejemplo, la tomografía de coherencia óptica.

En opinión de María de Jesús Ledesma, responsable de la investigación: la tecnología desarrollada por la UPM podría facilitar la realización de campañas de detección de glaucoma mediante el uso intensivo de telemedicina y algoritmos de clasificación automática basados en aprendizaje profundo, lo que ayudaría en la identificación de esta enfermedad en etapas más tempranas.

octubre 25/2019 (SINC)

Referencia bibliográfica:

Gómez-Valverde, J.J., Antón, A., Fatti, G., Liefers, B., Herranz, A., Santos, A., Sánchez, C.I., Ledesma-Carbayo, M.J. Automatic glaucoma classification using color fundus images based on convolutional neural networks and transfer learning. Biomed. Opt. Express, 10(2):892-913. Feb. 2019 (doi: 10.1364/BOE.10.000892).

La mayoría de los libros de texto de biología explican que el sistema inmune fetal está en gran medida sin desarrollar y que aprende después de estar expuesto al mundo al nacer. Pero una nueva investigación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh y el  Hospital de Niños de Pittsburgh (UPMC) proporciona ahora la primera mirada integral al sistema inmunológico del intestino en desarrollo que muestra que el intestino fetal tiene capacidades inmunes mucho más desarrolladas de lo que se pensaba, según publican en la revista Developmental Cell.

Comprender el desarrollo inmune intestinal es crucial, ya que puede tener un gran impacto en el riesgo de desarrollar afecciones autoinmunes y autoinflamatorias como la enfermedad inflamatoria intestinal más adelante en la vida, explica Liza Konnikova, profesora asistente de pediatría en la Pitt School of Medicine y neonatóloga en el UPMC Children’s Hospital. También abre la puerta al desarrollo de nuevas vacunas maternas que pueden ofrecer protección de por vida contra las principales enfermedades infecciosas incluso antes del nacimiento.

Konnikova y sus colegas aplicaron análisis celulares y genómicos avanzados para estudiar la composición del sistema inmune en los tejidos intestinales de fetos y bebés de 14 a 23 semanas de edad sometidos a cirugía para corregir defectos intestinales.

Nos sorprendió descubrir que una capacidad inmune casi completa en el intestino se había desarrollado tan pronto como a las 14 semanas, y se mantuvo estable durante la infancia, señala Konnikova.

El intestino fetal tenía células de los sistemas inmunes innato y adaptativo. El sistema inmune innato siempre está presente en el cuerpo y no es específico, sino que se refiere a barreras, como la piel y las células inmunes que responden rápidamente a los invasores.

El sistema inmune adaptativo se crea en respuesta a una sustancia extraña, haciéndolo específico para ese invasor, pero necesita ser preparado para reconocer el patógeno antes de que pueda funcionar, lo que se puede lograr con inmunización o infección previa.

En el sistema inmune innato, los investigadores encontraron una gran variedad de células presentadoras de antígeno, que son cruciales para preparar y activar el sistema inmune adaptativo, y las células asesinas naturales, que atacan las células infectadas por virus y las células tumorales. Se encontraron otras células inmunes innatas llamadas neutrófilos, que se reclutan solo para sitios de inflamación, en bebés después del nacimiento, pero no en los fetos.

Konnikova y sus colegas también encontraron cantidades abundantes de células B y células T en el intestino fetal, que son parte del sistema inmunitario adaptativo. Sorprendentemente, la mayoría de las células T eran del tipo memoria que ayudan al cuerpo a recordar a los invasores del pasado para responder más rápido y repetir los ataques en el futuro.

Encontrar células T de memoria fue completamente inesperado porque estas células necesitan exponerse a un patógeno para formarse, y uno pensaría que la placenta evitaría que la mayoría de los patógenos ingresen al útero, señala Konnikova.

Ella especuló que los fetos podrían estar expuestos a subproductos moleculares de patógenos del líquido amniótico en el que flotan, que comienzan a ingerir ya las 12 semanas.

Los autores del estudio sugieren que la gran cantidad de células T de memoria podría ayudar a proporcionar cierta protección inicial al nacer, cuando el bebé está expuesto a un ataque repentino de microbios, y también evitar que se sobreactive.

Konnikova señala que el estudio tiene algunas advertencias: el sistema inmunitario en el intestino puede no reflejar eso en otros tejidos; el tejido fetal se limitó al segundo trimestre; y el tejido neonatal no se obtuvo de lactantes completamente sanos.

En el futuro, los investigadores planean estudiar exactamente a qué está expuesto el sistema inmune fetal en el útero y si se puede manipular para beneficiar al feto en crecimiento. La esperanza, según Konnikova, es que el sistema inmune pueda ser monitoreado o manipulado antes del nacimiento, lo que puede conducir a diagnósticos de enfermedad en una etapa extremadamente temprana o desarrollar vacunas maternas beneficiosas.

octubre 25/2019 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. .

Artículo de referencia:

Stras S.F. , Lael Werner L.,  Toothaker J., Rechavi E., Shouval D.S:, Konnikova L. ; et al.: Maturation of the Human Intestinal Immune System Occurs Early in Fetal Development. Developmental Cell.

Los estereotipos se forman a una edad temprana y varían según el género y la raza. Un estudio publicado por investigadores de la Universidad de Nueva York muestra que, aunque los escolares de su ciudad asocian la brillantez con hombres más que con mujeres, este prejuicio se revierte cuando la comparación es con personas negras. Además, el grupo étnico de los pequeños no influye en esta decisión.

Los hombres son más brillantes que las mujeres, pero solo si son blancos. Así es, al menos, en la mente de los niños y niñas. Un estudio publicado en la revista Journal of Social Issues analiza cómo afecta la etnia a los estereotipos de género. Los resultados sugieren que el grupo étnico de los propios pequeños no cambia estas ideas preconcebidas.

Los niños y niñas relacionan la brillantez, el ser muy, muy listo, con hombres blancos más que con mujeres blancas, pero no muestran la misma asociación al comparar hombres negros con mujeres negras, explica el investigador de la Universidad de Nueva York, Estados Unidos y coautor del estudio, Andrei Cimpian.

El equipo de investigadores preguntó a más de 200 niños y niñas de entre 5 y 6 años pertenecientes a escuelas de Nueva York para comparar sus ideas sobre las capacidades intelectuales de hombres y mujeres, blancos y negros. Para ello, mostraron a los pequeños imágenes de ocho pares de adultos en sitios cotidianos como oficinas y casas.

Cada fotografía mostraba una pareja de distinto sexo pero de la misma raza. Los investigadores dijeron a los niños que una de las dos personas de la imagen era muy, muy inteligente. A continuación, les invitaron a adivinar quién.

Los resultados para las parejas blancas replicaron lo observado en estudios anteriores. Cimpian es coautor de un conocido trabajo publicado en 2017 en la revista Science.

En él, mostraron que las niñas cambian la visión que tienen de su propio género con 6 años, cuando empiezan a asociar la brillantez más con los varones.

Replicamos el estereotipo de hombre brillante al preguntar sobre personas blancas de nuestro hallazgo anterior, pero esto se revertía con las mujeres y hombres negros, comenta Cimpian. En ese último caso, los niños asociaban la brillantez más con ellas que con ellos.

No depende de la raza propia

Cimpian considera que esto puede deberse, al menos en parte, a la negatividad con la que los niños ven a los hombres negros desde pequeños, al menos en los Estados Unidos. Esto, añade, puede facilitar la asociación de rasgos negativos, más que de positivos, en este grupo.

Los autores afirman que el estereotipo sobre la brillantez es clave en la brecha de género y raza en ciencia

El psicólogo explica que para este nuevo trabajo quisieron analizar la posibilidad de que los estereotipos de género cambien según el grupo étnico sobre el que se pregunte a los niños. También tomar en consideración la propia raza, que parece no importar tanto como la de la persona que se juzga: de hecho, los niños latinos, afroamericanos y asiáticos coincidían con sus compañeros blancos en sus ideas preconcebidas.

Todo esto casa, según el autor, con lo observado en adultos, donde los estereotipos de género también se aplican de forma diferente según la raza. Los estereotipos de género surgen pronto y también se matizan desde una edad temprana. Con matizar, Cimpian se refiere al hecho de que los niños piensen diferente sobre hombres y mujeres según otras identidades sociales, como el grupo étnico.

Los resultados del estudio señalan, según el experto, la necesidad de tener en cuenta cómo el género y la raza se cruzan en las mentes de los niños a la hora de diseñar políticas para abordar los estereotipos. Según los autores, el estereotipo sobre quién puede o no puede ser brillante es un factor clave en la brecha de género y raza observada en aquellos campos que valoran el talento intelectual, como la ciencia y la tecnología.

octubre 25/2019 (SINC)

Investigadores de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos y del Hospital General de Massachusetts (MGH) han comprobado que la hormona inyectable tesamorelina reduce la grasa del hígado y previene la fibrosis en personas con el VIH, según publica en línea la revista The Lancet HIV.

Muchas personas que viven con el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), han superado obstáculos importantes para vivir vidas más largas y saludables, aunque muchas aún experimentan enfermedad hepática, explica el director del  National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), Anthony S. Fauci. Es alentador que la tesamorelin, un medicamento ya aprobado para tratar otras complicaciones del VIH, puede ser eficaz para abordar la enfermedad del hígado graso no alcohólico.

La enfermedad del hígado graso no alcohólico (HGNA) ocurre con frecuencia asociada al VIH, y afecta al 25 % de las personas con VIH en el mundo desarrollado. Sin embargo, actualmente no existen tratamientos efectivos para tratar la afección, que es un factor de riesgo para la enfermedad hepática progresiva y el cáncer de hígado.

Los investigadores dirigidos por Colleen M. Hadigan, médica investigadora senior en el Laboratorio de Inmunoregulación del NIAID, y Steven K. Grinspoon, jefe de la Unidad de Metabolismo en MGH, probaron si la tesamorelina podría disminuir la grasa del hígado en hombres y mujeres que viven con VIH e hígado graso no alcohólico.

Entre los participantes inscritos, el 43 % tenía al menos fibrosis leve, y el 33 % cumplía los criterios de diagnóstico para un subconjunto más severo de HGNA llamado esteatohepatitis no alcohólica. Treinta y un participante, fueron asignados al azar para recibir inyecciones diarias de 2 mg de tesamorelina, y 30 fueron asignados al azar para recibir inyecciones de aspecto idéntico que contienen un placebo.

Los investigadores proporcionaron asesoramiento nutricional a todos los participantes, así como capacitación en la autoadministración de las inyecciones diarias. Luego, los investigadores compararon las medidas de salud del hígado en ambos grupos al inicio y a los 12 meses.

Después de un año, los participantes que recibieron tesamorelina tuvieron una mejor salud hepática que los que recibieron placebo, según lo definido por la reducción de la fracción de grasa hepática (FGH), la proporción de grasa con respecto a otros tejidos en el hígado. El rango saludable para FGH es inferior al 5 %.

El treinta y cinco por ciento de los participantes del estudio que recibieron tesamorelina lograron una FGH normal, mientras que solo el 4 % de los que recibieron placebo alcanzaron ese rango solo con consejos nutricionales.

En general, la tesamorelina fue bien tolerada y redujo la FGH de los participantes en una diferencia absoluta del 4,1 % (correspondiente a una reducción relativa del 37 % desde el comienzo del estudio).

Además, los niveles de varios marcadores sanguíneos asociados con la inflamación y el daño hepático, incluida la enzima alanina aminotransferasa (ALT), disminuyeron más entre los que tomaron tesamorelina en comparación con los que recibieron un placebo, particularmente entre aquellos con niveles elevados al comienzo del estudio.

Dados estos resultados positivos, los investigadores sugieren ampliar la indicación de tesamorelina para incluir a las personas que viven con el VIH que han sido diagnosticadas con HGNA. También recomiendan investigaciones adicionales para determinar si la tesamorelina podría contribuir a la protección a largo plazo contra la enfermedad hepática grave en personas sin VIH.

Nuestra esperanza es que esta intervención pueda ayudar a las personas que viven con VIH, así como beneficiar a las VIH negativas con anomalías hepáticas, avanza el doctor Hadigan. La investigación adicional puede informarnos sobre los posibles beneficios a largo plazo de este enfoque y desarrollar formulaciones que puedan beneficiar a todas las personas con enfermedad hepática, independientemente del estado del VIH.

Egrifta (tesamorelina) fue aprobado en 2010 por la Administración de Drogas y Alimentos de Estados Unidos (FDA) para reducir el exceso de grasa abdominal en enfermos con VIH con lipodistrofia, una complicación caracterizada por una distribución anormal de grasa corporal inicialmente asociada con clases más antiguas de medicamentos  para el VIH.

Debido a que la tesamorelina demostró ser eficaz en el tratamiento de la acumulación anormal de grasa en el abdomen de las personas en el contexto del VIH y el uso de medicamentos relacionados, planteamos la hipótesis de que el medicamento también podría reducir la grasa que se acumula en el hígado y causa daños en una población similar, reitera el doctor Grinspoon.

Si bien la enfermedad hepática a menudo se asocia con el consumo excesivo de alcohol, la HGNA ocurre cuando el exceso de grasa se acumula en el hígado sin alcohol como factor contribuyente. Esta condición puede progresar a daño hepático, cirrosis o cáncer que podría poner en peligro la vida y requerir un trasplante de hígado.

octubre 25/2019 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. .

Unos hábitos dietéticos poco saludables parecen favorecer la aparición del acné, según una encuesta realizada sobre unas 6 700 personas en varios países del mundo.

El acné es uno de los principales motivos de consulta al dermatólogo. La respuesta a los tratamientos y su gravedad dependen de factores internos y exógenos. El estudio de ese exposoma empieza a dar información que puede ser útil. Uno de los trabajos presentados en el congreso de la Academia Europea de Dermatología (EADV) ha analizado el peso de ciertos hábitos alimentarios, la contaminación y la exposición al estrés en la aparición del acné.

Entre las conclusiones, destaca que las personas con acné son más proclives a consumir lácteos y azúcares a diario que los que no tienen esta lesión dérmica. El hallazgo parte de una encuesta que interroga sobre seis factores, completada por 6 679 personas. Los investigadores, coordinados por Brigitte Déno, del laboratorio Vichy, obtuvieron datos de individuos en Francia, Alemania, Italia, Brasil, Canadá y Rusia. Las diferencias fueron más acusadas en el consumo de repostería y chocolate (37 % en los que tenían acné frente al 27,8 % en los que no), refrescos azucarados y siropes (35,6 % frente a 31 %) y dulces (29,7 % frente a 19,1 %).

La ingesta frecuente de proteína de suero de leche se encontró en el 11% entre los que afectados por acné frente al 7 %. De igual forma ocurría con los anabolizantes (11,9 % frente a 3,2 %). La contaminación y el estrés también aparecieron como factores influyentes, no así el tabaco.

octubre 25/2019 (Diario Médico)

Las lesiones cerebrales traumáticas (LCT), incluidas las conmociones cerebrales, pueden ser causadas por cualquier cosa, desde lesiones deportivas hasta traumas en el campo de batalla. Y pueden tener efectos fatales o duraderos. Los resultados de una conmoción cerebral grave (problemas con el pensamiento, la memoria, el movimiento, las emociones) están claros, pero las causas o mecanismos subyacentes, no lo están tanto.

Un nuevo estudio cuestiona la hipótesis habitual de que el golpe que provoca una lesión cerebral traumática causa daño nervioso o lesión axonal. Un equipo de investigadores, dirigido por el profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor Partha Mitra, ha encontrado ahora más evidencia de daño en los vasos sanguíneos que de daño a los nervios, después de realizar exploraciones post mortem en un cerebro lesionado. Estos hallazgos podrían influir en el tratamiento y el desarrollo de nuevos medicamentos  para la lesión cerebral traumática.

El daño a los nervios después de lesiones cerebrales traumáticas ha sido un punto de vista mayoritario, y la terapia, así como el desarrollo de fármacos, se han dirigido hacia ese objetivo, explica Mitra. La idea es que si el mecanismo es realmente diferente, la intervención terapéutica también puede ser diferente.

El laboratorio de Mitra trabajó en la investigación con colegas de los Institutos Nacionales de Salud  de Estados Unidos, el Instituto Nacional de Enfermedades Neurológicas y Accidentes Cerebrovasculares, la Universidad de Maryland, el Centro de Neurociencia y Medicina Regenerativa y la Universidad de Servicios Uniformados de Ciencias de la Salud  que habían estado estudiando cerebros humanos de fallecidos mediante resonancia magnética.

El equipo de Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), realizó un análisis más detallado del tejido cerebral post mortem utilizando un procedimiento neurohistológico de alto rendimiento (un conjunto de técnicas para etiquetar y visualizar cortes cerebrales) que Mitra desarrolló para estudiar el cableado de los cerebros de los ratones.

Con la resonancia magnética, la resolución se limita a varios cientos de micras, lo que dificulta discernir si se han producido lesiones de la fibra nerviosa (axonal) o de los vasos sanguíneos (vasculares), explica Mitra. El análisis digital del tejido post mortem a una resolución de micras, correlacionado con la resonancia magnética, permitió al equipo ver la lesión vascular con mayor claridad.

Mitra se centró en las áreas que rodean las lesiones, o donde el trauma dejó una huella física en el cerebro. Aparecieron en las imágenes de resonancia magnética como manchas negras. El equipo utilizó una mancha de hierro (que aparece en azul) para detectar la presencia de sangre y una mancha de mielina para detectar la presencia de fragmentos de fibras nerviosas en las muestras del cerebro.

Vieron una cantidad significativa de células sanguíneas marcadas con hierro en el área donde se encontraba la lesión en la muestra del cerebro, lo que indica microhemorragias traumáticas causadas por rupturas a lo largo de los vasos sanguíneos a través del cerebro. Los investigadores no observaron ningún daño nervioso significativo por las manchas de mielina.

Si bien los investigadores no pudieron descartar por completo que los enfermos con lesión cerebral traumática, también sufrieran lesiones axonales, concluyeron que la lesión vascular traumática es una característica distintiva de las micro hemorragias traumáticas y podría ser un objetivo para nuevas terapias.

El equipo también descubrió que las microhemorragias traumáticas a menudo predicen problemas de salud  y discapacidades futuras para las personas con lesión cerebral traumática, pero no pudieron determinar la dirección de la relación entre las microhemorragias y lesiones agudas. Esas microhemorragias podrían ser simplemente una señal de una lesión más grave, o podrían causar un peor resultado.

Debido a esto, el equipo cree que se necesitan experimentos de seguimiento para identificar las causas y los efectos subyacentes de la lesión cerebral traumática para un mejor diagnóstico, pronóstico, identificación de objetivos terapéuticos y mejora de los resultados del enfermo.

octubre 25/2019 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. .