Un equipo de investigación del grupo Khaos de la Universidad de Málaga, en colaboración con la National Technical University of Ukraine ‘Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute’ y el Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (Ibima) ha desarrollado una herramienta basada en inteligencia artificial que analiza los virus que habitan en el intestino y detecta desequilibrios.
La propuesta se centra en el viroma intestinal, es decir, el conjunto de virus presentes en el aparato digestivo, y genera mapas de datos que diferencian perfiles sanos de otros asociados a alteraciones de la salud digestiva.
Según los expertos, la principal novedad del estudio reside en que no se centra solo en las bacterias, como ocurre en gran parte de las investigaciones sobre los microorganismos del sistema digestivo, sino en el paisaje viral del intestino.
Para ello, los investigadores han combinado varios métodos de inteligencia artificial que clasifican las muestras. De este modo, generan mapas que muestran qué grupos de virus y niveles de abundancia se asocian con perfiles sanos o con desequilibrios.
Los resultados, aún en fase preliminar y orientada a la investigación, podrían ayudar a identificar señales de alteración intestinal y posibles biomarcadores, es decir, familias virales que funcionen como pistas de un desequilibrio del microbioma.
Los autores subrayan que, una vez avanzada, la propuesta podría servir como apoyo al análisis biomédico o como apoyo a pruebas diagnósticas.
FAMILIAS VIRALES
En el estudio, titulado ‘Deciphering the Influence of Gut Microbiome Disruption on Human Health Through Multi-Algorithm Approaches’ y publicado en la revista Current Bioinformatics, los expertos explican que para desarrollar la herramienta, el equipo partió de una base de datos pública con información del viroma intestinal de personas sanas y de pacientes con distintas enfermedades.
En cada muestra, los investigadores analizaron la presencia y abundancia de diferentes familias virales, junto con otros datos como la edad, según ha señalado la Fundación Descubre en un comunicado.
Después, prepararon la información para que pudiera compararse correctamente entre muestras y aplicaron distintos modelos de inteligencia artificial. Estos sistemas funcionan como filtros que reconocen patrones en grandes cantidades de datos: aprenden de ejemplos ya clasificados y después intentan distinguir si una nueva muestra se parece más a un perfil sano o a uno asociado a desequilibrio intestinal.
Al probar con muestras ya conocidas, los expertos comprobaron que, en algunos análisis, los modelos ‘inteligentes’ que mejor funcionaron alcanzaron una precisión cercana al 87%, lo que indica una alta capacidad para diferenciar ambos perfiles dentro del conjunto de datos estudiado.
El análisis señaló varios grupos virales con especial relevancia, entre ellos Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae y Microviridae. Estas familias, formadas en buena parte por bacteriófagos –virus que comen bacterias–, aparecieron como señales útiles para diferenciar entre perfiles sanos y perfiles asociados a disbiosis.
“No obstante, estos resultados no significan que esos virus causen una enfermedad, sino que aparecen relacionados con perfiles intestinales sanos o con situaciones de desequilibrio de la microbiota”, ha explicado a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Málaga Bohdan Vodianyk.
MAPA DEL INTESTINO
Además de clasificar las muestras, los investigadores utilizaron una técnica que permite representar los datos en forma de mapa. “Explicado de forma simplificada, cada muestra se coloca en una zona según su parecido con las demás. Así, los perfiles más similares quedan cerca unos de otros y los más diferentes se separan”, ha indicado el investigador de la Universidad de Málaga Adrián Segura.
Este mapeo permitió visualizar grupos de muestras asociadas a perfiles sanos y otras más cercanas a situaciones de disbiosis. Según los autores, esta representación facilita la interpretación de los datos y ayuda a detectar desviaciones respecto a un equilibrio intestinal considerado saludable.
Como próximos pasos, el equipo plantea avanzar hacia estudios que integren al mismo tiempo datos de virus y bacterias. El objetivo es comprender mejor cómo interactúan entre sí estos microorganismos y qué papel pueden desempeñar en el equilibrio o alteración del sistema digestivo.
La investigación ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Industria, Energía e Innovación de la Junta de Andalucía, así como del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Además, ha contado con el apoyo de fondos europeos procedentes de los programas NextGenerationEU/PRTR y Erasmus+.
