Laboratorio de Nanoelectrónica en el que investigan con grafeno en la UGR. / IDEAL

Proyectos anti coronavirus. Investigadores de la UGR, empresas e institutos científicos proponen el uso de inteligencia artificial, grafeno, test, aplicaciones móviles y nuevos marcadores para atajar el Covid-19.

El corona virus suscita muchas preguntas para las que de momento no hay respuestas. Los investigadores, entrenados para buscar soluciones a lo desconocido, plantean propuestas en esta situación de emergencia sanitaria. Más de 30 proyectos de investigación e innovación, en los que están implicados más de setenta personas, han compartido ideas en un foro online. Las iniciativas están impulsadas por empresas privadas, el CSIC, diversos centros de investigación, las universidades de Granada y Jaén y la propia ciudadanía. Hay actuaciones a corto, medio y largo plazo.

Una de las propuestas reseñables es la investigación conjunta entre el Hospital Universitario Clínico San Cecilio de Granada y el Instituto Andaluz de Investigación en Ciencia de datos e Inteligencia Artificial de la Universidad de Granada (UGR). La totalidad del Servicio de Radiodiagnóstico del Hospital San Cecilio (bajo la dirección del doctor José Luis Martín Rodríguez) y un equipo de investigación del Instituto Andaluz DaSCI-UGR (coordinado por los investigadores Francisco Herrera, Siham Tabik y Julián Luengo) están colaborando en el desarrollo de un sistema inteligente para detectar a partir de imágenes de rayos-X del tórax si la enfermedad Covid-19 está presente en el paciente.

En esta colaboración, inicialmente se están colectando imágenes de rayos-X de pacientes diagnosticados como positivo, negativo y dudoso para entrenar un modelo de ‘Aprendizaje Profundo’ que ayude a los especialistas a distinguir entre positivos y negativos. En una segunda fase, se prevé ampliar la capacidad del modelo para identificar y relacionar los hallazgos radiológicos de los pulmones infectados con el virus con el impacto que varios factores como edad, sexo, alteraciones analíticas, fármacos u otras enfermedades etcétera puedan tener sobre el curso de la enfermedad Covid-19 y su detección automática mediante pruebas de imagen.

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Imagen de rayos-X del tórax de una persona con Covid-19 (izquierda) y placa de un paciente que dio negativo en Covid-19 (derecha).

En todos los hospitales

Esta herramienta, basada en RX, permitiría aplicar este sistema inteligente en cualquier hospital que disponga de esta tecnología. «En la práctica, los modelos de ‘Aprendizaje Profundo’ se entrenan sobre un conjunto grande de datos cuyas características de interés conocemos para posteriormente hacer predicciones fiables sobre nuevos datos, en este caso predecir si un paciente está desarrollando la enfermedad Covid-19», describen desde el proyecto.

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Equipo de empleados de la empresa Rekom Biotech.

En el laboratorio de Nanoelectrónica, también hacen aportaciones, investigando sobre un biosensor para diagnóstico precoz de la enfermedad basada en un biosensor de grafeno. El profesor Francisco Gámiz concreta que «lo que proponemos es utilizar un dispositivo que al ponerlo en contacto con la muestra del paciente (que puede ser exudado, plasma, sangre o cualquier fluido humano que lleve información del virus) modifique su respuesta eléctrica (una sencilla medida de corriente/tensión) en pocos minutos».

La ventaja del chip diagnóstico es que es «muy sensible» (detecta la presencia del analito en concentraciones muy bajas, y por tanto en etapas muy tempranas de la enfermedad, es decir, sin que haya síntomas en el paciente) y, además, es muy selectivo, esto es, no da falsos positivos. «El coste es muy barato. Fabricar estos dispositivos en cadena en un gran número se haría con tecnología electrónica convencional madura, y por lo tanto asequible», valora. Reseña que «ya hemos hecho algunas validaciones y prototipos del dispositivo para la detección del virus del papiloma humano gracias a un proyecto de excelencia de la Junta, y estamos trabajando en otro proyectos para la detección del nivel de glucosa en saliva/sudor en pacientes con diabetes, y en un proyecto más ambicioso para la detección precoz y seguimiento de enfermos con cáncer del Instituto de Salud Carlos III».

«Para la aplicación de la plataforma para la detección del coronavirus necesitaríamos trabajar con grupos de bioquímicos que nos proporcionarán las dianas de detección. No puedo decir en cuanto tiempo podría estar disponible comercialmente, pero no debería un periodo largo», apunta Gámiz. 

Rekom Biotech es una de las empresas inmersa en investigaciones sobre el Covid-19. Ana Camacho explica que «estamos diseñando y produciendo antígenos recombinantes para detectar el Covid-19, orientados a empresas que fabriquen test de serodiagnóstico. En la actualidad estamos haciendo varios antígenos centrados en la proteína de las espículas del virus y una quimera multiepítopo para mejorar su capacidad antigénica. Un test de serodiagnóstico (al que nuestro producto va orientado) mide la presencia de anticuerpos frente al SARSCoV-2 en la sangre del enfermo. Nuestro antígeno es la parte de este test que permite discriminar entre una persona sana y una persona enferma. Es una réplica de las proteínas del virus, pero hecha en el laboratorio y mediante tecnología del ADN recombinante». Están produciendo estos antígenos en bacteria y en levadura. «Este último sistema creemos que puede dar lugar a un antígeno de mejores características antigénicas debido a su capacidad de imitar el plegamiento nativo de la proteína heteróloga producida. Esto daría lugar a un mejor biomarcador y en consecuencia a un diagnóstico más rápido y certero», matiza con claves científicas y con las mejores palabras que se pueden escuchar «rápido y certero».

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Valls junto a Campos y Lara.

Avanza que «estamos ya vendiendo algunos de nuestros antígenos recombinantes para detección del coronavirus a empresas americanas y alemanas. Sin embargo, seguimos trabajando en el perfeccionamiento de sus características antigénicas y sus características físicoquímicas de manera que mejoremos su versatilidad y puedan ser usados en las diversas plataformas de diagnóstico in vitro rápido que hay en el mercado».

Juan Enrique Cruz desde la empresa Destina, «proponemos es adaptar nuestra tecnología química para detección de ácidos nucleicos (actualmente en uso para detección de daño hepático severo), para la detección del SARS-Cov-2». Indica que «la principal ventaja que tiene nuestra tecnología es que es completamente distinta al resto de técnicas y no sufriría, como está pasando actualmente que hay problemas para hacer los test, no sólo por la falta de éstos mismos, sino de reactivos accesorios que se necesitan para poder llevarlos a cabo. Ya que nuestra tecnología funciona directamente desde la muestra del paciente sin necesidad de extracción ni de amplificación como las actuales técnicas de RT-PCR». No poseen instalaciones para el empaquetado y producción de los kits, por lo que esta parte es subcontratada.

El Centro de Investigación Mente, Cerebro y Comportamiento de la UGR tiene otra propuesta para estudiar el impacto psicológico que esta situación puede tener sobre la población. A través del proyecto ‘CoVidAffect’ el investigador Pandelis Perakakis expone, «pretendemos analizar dicho impacto psicológico y ofrecer datos a tiempo real del estado emocional de la población española durante esta crisis. Mediante una aplicación móvil, con la que podemos registrar el estado emocional a lo largo del día, se generarán mapas que mostrarán la distribución geográfica y la evolución temporal del estado de ánimo en el territorio español. Además, analizaremos los datos para proporcionar índices de regulación emocional y resiliencia psicológica, con objeto de detectar situaciones que posiblemente requieran la movilización de recursos para el apoyo psicosocial de la población, y en general facilitar la toma de decisiones en la gestión de crisis».

En otro ámbito muy distinto trabaja ya el profesor Javier Valls del departamento de Derecho Penal de la UGR y su equipo. Lo hacen en el proyecto Sienna -ya en marcha- que diseña códigos éticos y reformas legislativas para el buen uso de tres tecnologías: Genética, mejora humana e inteligencia artificial y robótica y ahora proponen extenderlo al estudio e impacto en el coronavirus.

El Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada (ibs.GRANADA) y la Fundación Pública Andaluza para la investigación Biosanitaria Andalucía Oriental (FIBAO), el Instituto de Parasitología y Biomedicina López Neyra, empresas y departamentos centrados en la enfermedad en función de la genética del paciente son algunas de las otras proposiciones desde ámbitos más diversos. La Fundación Medina, además, ha puesto a disposición su gran plataforma de ‘screening’ de compuestos que puedan ser útiles contra el virus.

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