La IA está transformando el diagnóstico microbiano
Mediante algoritmos avanzados de inteligencia artificial podemos identificar patógenos más rápido que nunca
Imagen ilustrativa
En el campo de la microbiología clínica, en constante evolución, el tiempo es fundamental a la hora de diagnosticar y tratar infecciones. Los retrasos en la identificación de patógenos pueden provocar enfermedades prolongadas, tratamientos ineficaces y, en casos graves, complicaciones potencialmente mortales.
La inteligencia artificial (IA) es una herramienta revolucionaria que está redefiniendo la forma en que diagnosticamos infecciones y combatimos los microorganismos patógenos.
Necesitamos velocidad en el diagnóstico microbiano. Los métodos tradicionales, que requieren el cultivo de muestras y la realización de pruebas bioquímicas o aún la espectrometría de massas (MALDI- TOF MS), pueden tardar horas o días en arrojar resultados. Si bien son eficaces, estas técnicas suelen resultar insuficientes cuando se requiere una intervención rápida. La sepsis, por ejemplo, exige una acción inmediata; por cada hora de retraso en el tratamiento adecuado, el riesgo de mortalidad aumenta significativamente. Es esencial contar con diagnósticos más rápidos y precisos, y la IA está dando un paso adelante para afrontar este desafío.
La microscopía potenciada por IA combina algoritmos avanzados de reconocimiento de imágenes con técnicas de laboratorio tradicionales para identificar patógenos con una velocidad y precisión sin precedentes. Estos sistemas analizan imágenes de microorganismos obtenidas con microscopios ópticos o electrónicos, como lo haría un laboratorio convencional. Los algoritmos de inteligencia artificial analizan las imágenes capturadas, buscando patrones característicos como forma, tamaño, color, y estructuras específicas de microorganismos. La IA está entrenada con grandes conjuntos de datos que contienen imágenes de patógenos previamente identificados. Esto permite que los algoritmos reconozcan incluso características sutiles que podrían pasar desapercibidas para un humano. Lo que podría tomar horas a un humano revisar, la IA puede procesarlo en segundos. Al eliminar el error humano, estas herramientas garantizan un nivel más alto de precisión diagnóstica, incluso en casos complejos o ambiguos. Las principales empresas de microscopía en el mundo ya están haciendo uso de la IA y ofrecen plataformas a sus usuarios.
Otro de los desafíos más urgentes en microbiología es el aumento de patógenos resistentes a los antibióticos. El análisis predictivo para la resistencia a los antibióticos basado en modelos de inteligencia artificial (IA) funciona analizando grandes cantidades de información genética y clínica para predecir la probabilidad de resistencia a los antimicrobianos. Las bases de datos contienen información sobre patógenos, sus perfiles genéticos, y su respuesta a diferentes tratamientos antimicrobianos. Estos datos pueden incluir secuencias de DNA o RNA de microorganismos, patrones de resistencia previamente detectados, información clínica como historial del paciente, tipo de infección, y tratamientos previos.
Las plataformas impulsadas por IA como Karius, centrada en metagenómica clínica y la secuenciación de DNA libre de células (cfDNA, cell-free DNA), ya está haciendo avances en la detección de infecciones y la identificación de cepas resistentes, permitiendo la rápida adaptación de los planes de tratamiento.
La integración de la IA en los flujos de trabajo de microbiología permite resultados notables como el diagnóstico rápido de una sepsis, la precisión mejorada en la identificación de patógenos o el diagnóstico rápido en laboratorios de regiones remotas.
Si bien el potencial de la IA en microbiología es inmenso, aún quedan desafíos. Estos incluyen garantizar la privacidad de los datos, abordar los sesgos en los conjuntos de datos de entrenamiento de IA y hacer que la tecnología sea asequible y accesible en todo el mundo.
A medida que la IA continúa evolucionando, permitirá, por ej., realizar diagnósticos en el punto de atención, mejorar la preparación para pandemias al identificar patógenos emergentes rápidamente e impulsar la medicina personalizada en el análisis del microbioma y el diagnóstico de enfermedades infecciosas.
La IA es una fuerza transformadora que está redefiniendo la forma en que identificamos y tratamos las infecciones ¿Con qué rapidez se materializará todo su potencial?