Uno de los principales efectos secundarios de la quimioterapia es una fuerte caída en los glóbulos blancos, lo que deja a los pacientes vulnerables a infecciones peligrosas. Los investigadores del MIT ahora han desarrollado un dispositivo portátil que podría usarse para controlar los niveles de glóbulos blancos de los pacientes en el hogar,sin tomar muestras de sangre.
Según los investigadores, un dispositivo de este tipo podría prevenir miles de infecciones cada año entre los pacientes de quimioterapia. Su prototipo de mesa graba videos de células sanguíneas que fluyen a través de los capilares justo debajo de la superficie de la piel en la base de la uña. Un algoritmo de computadora puede analizarlas imágenes para determinar si los niveles de glóbulos blancos están por debajo del umbral que los médicos consideran peligroso.
"Nuestra visión es que los pacientes tendrán este dispositivo portátil que pueden llevar a casa, y pueden monitorear diariamente cómo están reaccionando al tratamiento. Si van por debajo del umbral, entonces se puede implementar un tratamiento preventivo", dice Carlos Castro-Gonzalez, un postdoc en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT RLE y el líder del equipo de investigación.
en un documento que aparece en Informes científicos , los investigadores mostraron que el dispositivo podía determinar con precisión si los niveles de glóbulos blancos eran demasiado bajos, en un estudio de 11 pacientes sometidos a quimioterapia.
El primer autor del artículo es Aurélien Bourquard, un postdoc RLE. Otros miembros del equipo que desarrollaron la nueva tecnología incluyen al ingeniero de investigación RLE Ian Butterworth, el ex postdoc MIT Álvaro Sánchez-Ferro, y el estudiante graduado de la Universidad Técnica de Madrid Alberto Pablo Trinidad.
Prevención de infección
Los investigadores comenzaron este proyecto hace casi cuatro años como parte del Consorcio Madrid-MIT M + Vision, que ahora forma parte del MIT linQ. El programa atrae a postdocs de todo el mundo para tratar de resolver los problemas que enfrentan los médicos y hospitales.En este caso, el equipo de investigación visitó el departamento de oncología de un hospital de Madrid y descubrió que los bajos niveles de glóbulos blancos en los pacientes los hacían susceptibles a infecciones potencialmente mortales.
Los pacientes de quimioterapia generalmente reciben una dosis cada 21 días. Después de cada dosis, sus niveles de glóbulos blancos caen y luego vuelven a subir gradualmente. Sin embargo, los médicos generalmente solo analizan la sangre de los pacientes justo antes de una nueva dosis, por lo que no tienen forma de sabersi los niveles de glóbulos blancos caen a niveles peligrosos después de un tratamiento.
"En los EE. UU., Uno de cada seis pacientes de quimioterapia termina hospitalizado con una de estas infecciones mientras que sus glóbulos blancos son particularmente bajos", dice Castro-González. Esas infecciones conducen a largas y costosas estadías en el hospital y son fatales en aproximadamente el 7 por cientode casos. Los pacientes también tienen que perder su próxima dosis de quimioterapia, lo que retrasa su tratamiento contra el cáncer.
El equipo del MIT calculó que si hubiera una forma de detectar cuándo los recuentos de glóbulos blancos de los pacientes estaban por debajo del nivel umbral, para que pudieran ser tratados con antibióticos profilácticos y medicamentos que promuevan el crecimiento de glóbulos blancos, aproximadamente la mitad de las 110,000 infecciones queocurrir en pacientes de quimioterapia en los Estados Unidos cada año podría prevenirse.
La tecnología que utilizaron los investigadores para abordar este problema consiste en un microscopio de campo amplio que emite luz azul, que penetra entre 50 y 150 micras debajo de la piel y se refleja en una cámara de video. Los investigadores decidieron tomar imágenes de la piel enla base de la uña, conocida como pliegue ungueal, porque los capilares están ubicados muy cerca de la superficie de la piel. Estos capilares son tan estrechos que los glóbulos blancos deben exprimirse uno a la vez, lo que los hace 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.
detección de umbral
en el Informes científicos estudio, los investigadores probaron el dispositivo en 11 pacientes en el Hospital General de Massachusetts y el Hospital Universitario La Paz en Madrid, en varios puntos durante su tratamiento de quimioterapia. El enfoque demostró ser 95 por ciento preciso para determinar si los niveles de glóbulos blancos de un paciente estaban por encima o por debajoel umbral.
Para obtener suficientes datos para hacer estas clasificaciones, los investigadores grabaron un minuto de video por paciente. Tres asistentes humanos cegados vieron los videos y observaron cada vez que pasaba un glóbulo blanco. Sin embargo, desde que presentaron su trabajo, los investigadores han sidodesarrollar un algoritmo informático para realizar la misma tarea automáticamente.
"Según el conjunto de características que identificaron nuestros evaluadores humanos, ahora estamos desarrollando un algoritmo de IA y visión artificial, con resultados preliminares que indican la misma precisión que los evaluadores", dice Bourquard.
El equipo de investigación ha solicitado patentes sobre la tecnología y ha lanzado una empresa llamada Leuko, que está trabajando en la comercialización de la tecnología con la ayuda de la Iniciativa de Innovación MIT, el Centro de Innovación Tecnológica MIT, el Fondo de Innovación Sandbox del MIT, elMartin Trust Center for Entrepreneurship, el MIT Translational Fellows Program y el MIT Venture Mentoring Service.
Para ayudar a avanzar más la tecnología 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", dice Butterworth. "La imagen debe realizarse en el lugar correctopunto en el dedo del paciente, y el funcionamiento del dispositivo debe ser sencillo "
Usando este nuevo prototipo, los investigadores planean probar el dispositivo con pacientes con cáncer adicionales. También están investigando si pueden obtener resultados precisos con videos más cortos.
También planean adaptar la tecnología para que pueda generar recuentos de glóbulos blancos más precisos, lo que lo haría útil para monitorear receptores de trasplante de médula ósea o personas con ciertas enfermedades infecciosas, dice Castro-González. Esto también podría hacerlo posiblepara determinar si los pacientes de quimioterapia pueden recibir su próxima dosis antes de que hayan pasado 21 días.
"Hay un acto de equilibrio que los oncólogos deben hacer", dice Sanchez-Ferro. "Normalmente, los médicos quieren que la quimioterapia sea lo más intensiva posible pero sin que las personas estén demasiado inmunodeprimidas. Los ciclos actuales de 21 días se basan en estadísticas de lo que la mayoría de los pacientespuede tomar, pero si está listo temprano, entonces potencialmente pueden traerlo de regreso temprano y eso puede traducirse en una mejor supervivencia "
La investigación fue financiada por el Centro de NIH para Tecnologías Futuras en el Cuidado del Cáncer, el Centro Deshpande del MIT, la Fundación Wallace H. Coulter en BU, el Consorcio de Visión Madrid-MIT M +, el Programa EU FP7-PEOPLE-2011-COFUND,Fundación Ramón Areces, el Programa de Oportunidades de Investigación de Pregrado del MIT UROP y el Fondo de Innovación Sandbox del MIT.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :