Una nueva herramienta podría facilitar la detección de epidemias mortales
Para realizar un estudio sobre el Ébola, un grupo de científicos desarrollaron algoritmos de aprendizaje automático. Una nueva herramienta para rastrear los brotes de cólera podría facilitar la detección de epidemias mortales.
Los algoritmos que utilizan datos de huellas de anticuerpos en la sangre de las personas pueden permitir que los científicos evalúen el tamaño de los brotes de cólera e identifiquen los puntos calientes de transmisión del cólera con mayor precisión que nunca, según un estudio dirigido por científicos de la Escuela de Salud Pública Bloomberg de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland, Estados Unidos.
Los métodos actuales para rastrear los brotes de cólera dependen en gran medida de los informes de los hospitales locales sobre casos de diarrea parecida al cólera y son relativamente inexactos. En el nuevo estudio, publicado en la edición digital de este miércoles de la revista ‘Science Translational Medicine’, los científicos desarrollaron algoritmos de aprendizaje automático que utilizan los resultados de múltiples pruebas de anticuerpos del cólera para identificar con precisión a las personas recientemente infectadas.
El equipo encontró que un algoritmo que emplea un conjunto de medidas de anticuerpos podría determinar muy sensiblemente, con tasas muy bajas de falsos positivos, si una persona había tenido una infección de cólera en diferentes periodos de tiempo en el año anterior a la entrega de la muestra de sangre, por ejemplo, dentro de los 45 días anteriores o los 100 días anteriores. “Creemos que esta podría ser una nueva herramienta útil no solo para rastrear la incidencia de cólera en distintas poblaciones, sino también para medir cómo funcionan las diferentes intervenciones de control del cólera”, afirma el autor principal del estudio, Andrew Azman, científico asistente en el Departamento de Epidemiología en la Escuela de Bloomberg.
El cólera surge cuando la infraestructura de agua y saneamiento no es segura. Es causada por la bacteria ‘Vibrio cholerae’ y presenta diarrea acuosa que puede provocar deshidratación y pérdida de electrolitos que ponen en peligro la vida. Se cree que la enfermedad infecta de 2 a 3 millones de personas y mata a más de 100.000 personas en todo el mundo cada año, especialmente en África, el sur de Asia y Haití. Un brote importante reciente en Yemen reportó más de 1 millón de casos, sin embargo, debido a la infraestructura de vigilancia de la salud diezmada en el país, el número real de casos sigue siendo desconocido.
Aunque un primer paso clave para controlar el cólera es obtener una estimación de su extensión geográfica y la tasa de diseminación, los funcionarios de salud pública en entornos de bajos ingresos generalmente pueden hacer estimaciones aproximadas basadas en el número de pacientes con diarrea acuosa que visitan los hospitales locales. “Si queremos eliminar el cólera, debemos poder contar los casos con precisión, y esta necesidad es lo que motivó nuestro estudio –afirma Azman–. Incluso en lugares como Bangladesh, donde se ha estudiado el cólera durante décadas, no tenemos una buena estimación de la cantidad de cólera que existe y en qué lugar del país tiende a ocurrir”.
El estudio fue realizado por un equipo de científicos de varias instituciones, como la Escuela Bloomberg, la Universidad de Utah, el Hospital General de Massachusetts y el Centro Internacional y Epicentro para la Investigación de Enfermedades Diarreicas en Dhaka, Bangladesh.
El último aportó 1 569 resultados de análisis de sangre, que incluyeron medidas de diferentes conjuntos de anticuerpos contra el cólera en casos de cólera local y contactos no infectados. Azman y sus colegas emplearon los datos de anticuerpos para “entrenar” o programar algoritmos de software de aprendizaje automático para identificar a las personas infectadas con cólera en las últimas semanas o meses. “Los diferentes tipos de anticuerpos contra el ‘Vibrio cholerae’ tienden a aumentar, alcanzar su punto máximo y volver a los niveles normales en distintos tiempos después de la exposición al cólera, por lo que podemos usar esas diferencias en las respuestas de anticuerpos para estimar si un individuo se infectó”, dice Azman. Y añade: “Tener una prueba que nos permita saber si una persona ha tenido una infección reciente de cólera podría abrir la puerta al seguimiento de las tendencias de la transmisión del cólera en una población a través de encuestas regulares en las que se solicita a un grupo aleatorio de personas que proporcionen una gota de sangre”.
Dos medidas de anticuerpos contra el cólera muy útiles
Dicha prueba también mejoraría la capacidad de comprender mejor cómo las nuevas intervenciones contra el cólera, incluidas mejoras en el agua y el saneamiento y las vacunas, llevan a reducciones en el riesgo de cólera. El uso de seis pruebas diferentes basadas en anticuerpos podría ser poco práctico en entornos de bajos recursos, pero Azman y sus colegas hallaron que cuando usaban las dos medidas más útiles de los niveles de anticuerpos contra el cólera, podían estimar la ventana de tiempo reciente para la infección del cólera con la misma precisión y de manera mucho más precisa que los resultados de la prueba de anticuerpos individuales.
El equipo validó su algoritmo de dos medidas al encontrar que seguía siendo preciso cuando se aplicaba a un conjunto independiente de resultados de análisis de sangre de 38 voluntarios en América del Norte que habían sido infectados por ‘V. Cholerae’ como parte de un ensayo clínico para una vacuna contra el cólera. Los voluntarios estaban en el grupo de control que no recibió la vacuna.
Finalmente, Azman y sus colegas establecieron simulaciones de software de brotes de cólera de tamaño variable y simularon pequeños sero-análisis (donde se midieron sus anticuerpos a un subconjunto aleatorio de la población). Descubrieron que realizar pruebas a tan solo 500 personas después de un brote y aplicar su algoritmo podría generar buenas estimaciones de la incidencia del cólera durante estas epidemias simuladas, especialmente si las epidemias eran relativamente cortas y duraban semanas o meses.
Estos avances pueden proporcionar una herramienta muy necesaria para medir y acelerar el progreso hacia la eliminación del cólera como una amenaza para la salud pública para 2030, un objetivo recientemente anunciado por el Grupo de Trabajo mundial para el control del cólera respaldado por la OMS. “Nuestro enfoque funcionó bastante bien en un rango de tamaños de epidemias e incluso con tamaños de muestra bastante pequeños, lo que sugiere que modelos como el nuestro, aplicados a datos de estudios de personas sanas en los que se les extrae sangre, podrían ser útiles para comprender mejor la transmisión del cólera en el campo”, dice Azman.
Actualmente, él y sus colegas están trabajando y planificando otros proyectos que utilizan los resultados de las pruebas de anticuerpos para estimar la incidencia del cólera en Bangladesh y en otros países donde siguen siendo comunes los brotes de cólera.
mar 4th, 2019. En: Noticias. 
