Nueva herramienta digital para monitorear mejor el esófago de Barrett
Crédito: Laboratorio Nacional de Oak Ridge
Un equipo que incluye investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía ha desarrollado una herramienta digital para monitorear mejor una condición conocida como esófago de Barrett, que afecta más de 3 millones de personas en los Estados Unidos. Barrett ocurre cuando el revestimiento mucoso del esófago inferior se deteriora, alterando su estructura celular, y es más común en personas con reflujo ácido crónico.
El síndrome de Barrett se considera una afección premaligna porque es un precursor común del cáncer de esófago, por lo que es fundamental controlar a los pacientes. Sin embargo, el paradigma actual para el seguimiento del progreso de la enfermedad, conocido como el protocolo de Seattle, es invasivo, costoso y potencialmente ineficaz.
Según el protocolo, los pacientes de Barrett deben pincharse el esófago con fórceps cada pocos meses. , una experiencia incómoda que solo captura un pequeño porcentaje del tejido afectado, lo que significa que, a pesar del procedimiento invasivo, los tejidos problemáticos pueden pasar desapercibidos.
Un equipo de investigación se dispuso a probar la eficacia del protocolo de Seattle mediante la construcción de un modelo computacional para representar el esófago humano, usando datos del mundo real a través de una gran población de tejidos.
El equipo, que también incluyó investigadores del Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia, la Escuela de Medicina Icahn de Mount Sinai y el General de Massachusetts Instituto de Evaluación Tecnológica del Hospital, publicó sus resultados en la revista Simulation.
«El objetivo final era lograr un equilibrio entre pinchar físicamente a un paciente y con qué frecuencia encuentra algo que puede ser preocupante», dijo Jim Nutaro, líder de ingeniería de sistemas computacionales en ORNL e investigador del proyecto. «Reproduce datos históricos y los cánceres que aparecen en las simulaciones son análogos al mundo real. Estos son pacientes virtuales y podemos pincharlos tanto como queramos».
El objetivo final del equipo es minimizar la invasividad del seguimiento de la afección y, por extensión, reducir las muertes por cáncer de esófago al proporcionar un banco de pruebas para posibles regímenes de monitoreo futuros.
Para examinar a sus pacientes digitales, los investigadores primero necesitaban construir un esófago digital a través de un modelo computacional. El equipo obtuvo datos de entrada para las edades de aparición y muerte de Barrett de una cohorte real de la década de 1960 y validó el modelo resultante con datos del mundo real, como tasas de detección y estadísticas de población.
Biopsia del esófago tubular que muestra metaplasia intestinal incompleta, células caliciformes con células interpuestas que tienen mucina de tipo foveolar gástrico compatible con esófago de Barrett. Negativo para displasia. Tinción H&E. Crédito: Wikimedia Commons
«Es la construcción y el desarrollo de un modelo clásico», dijo Nutaro.
Luego, el modelo se complementó con simulaciones de millones de diversos tipos de tejidos construidos con datos del mundo real, un método computacionalmente costoso. proceso que solo era posible a través de la paralelización en servidores multinúcleo.
«La rutina de optimización está diseñada para funcionar en plataformas informáticas paralelas y se beneficia de la paralelización multinúcleo para facilitar la calibración del modelo en un período de tiempo factible», escribieron los investigadores. .
Es una tarea dentro de la timonera de ORNL, ya que el laboratorio alberga actualmente la computadora más rápida del país, Summit, y cientos de investigadores como Nutaro y su colega, el científico del personal de ORNL y miembro del equipo Ozgur Ozmen, que trabajan a diario para emplear dichos recursos para abordar los desafíos científicos más complejos de nuestro tiempo.
El modelo del equipo es de dominio público, disponible para quienes puedan aplicarlo al tratamiento físico o f Pacientes de Barrett.
A corto plazo, los investigadores buscan aplicarlo para estudiar variaciones en la detección de Barrett en diferentes escalas de tiempo y áreas de tejido. En última instancia, les gustaría encontrar socios en la comunidad médica que pudieran utilizar sus hallazgos para desarrollar un nuevo protocolo y, por extensión, mejorar la vida y la esperanza de vida de los pacientes con esófago de Barrett.
«Podemos compartir el modelo y trabajar con ellos para perfeccionar aún más las prácticas actuales», dijo Ozmen. «En otras palabras, podemos ayudar a optimizar futuros protocolos».
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Una nueva prueba mínimamente invasiva identifica a los pacientes para la detección del esófago de Barrett Más información: Ozgur Ozmen et al, Simulación basada en agentes a escala tisular de progresiones premalignas en el esófago de Barrett, SIMULACIÓN (2021) ). DOI: 10.1177/00375497211040074 Proporcionado por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge Cita: Nueva herramienta digital para monitorear mejor el esófago de Barrett (12 de noviembre de 2021) consultado el 29 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021 -11-digital-tool-barrett-esophagus.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.