L'investigador Javier Rivera desenvolupa un algoritme matemàtic per identificar biomarcadors en el microbioma intestinal
El nou mètode permet determinar de manera més precisa les espècies de bacteris associades al risc, al pronòstic o a l'eficàcia de tractament en malalties vinculades amb el microbioma
L'investigador d'IrsiCaixa Javier Rivera ha desenvolupat un algoritme matemàtic que permet determinar marcadors microbians en patologies vinculades a alteracions en el microbioma, com ara la malaltia de Crohn o la infecció pel VIH. El treball de Rivera, publicat a la revista mSystems de l'American Society for Microbiology, és fruit d'un doctorat dut a terme a la Universitat de Vic - Universitat Central de Catalunya (UVic-UCC) i co-dirigit pel grup de Genòmica Microbiana d'IrsiCaixa i el grup de Bioinformàtica i Estadística Mèdica de la UVic-UCC.
Un desequilibri en la quantitat i la tipologia dels trilions de bacteris que habiten el nostre intestí pot influir en el desenvolupament de certes patologies o en la resposta de l'organisme als tractaments. Per això, hi ha un gran interès en determinar quin és el millor mètode per caracteritzar aquestes alteracions. “Els mètodes actuals analitzen les espècies de bacteris una a una, cosa que des del punt de vista matemàtic pot donar lloc a incoherències entre els resultats obtinguts sobre una mateixa cohort”, explica Rivera.
Context matemàtic més rigorós
En lloc d'analitzar els bacteris de forma individual, l'algoritme fa servir un “context matemàtic més rigorós” buscant els dos grups de bacteris més relacionats amb una variable d'interès predeterminada per l'investigador, com pot ser una patologia o un marcador d'inflamació.
Dins de les diferents bases de dades sobre les quals s'ha aplicat, cal destacar una formada per 975 persones, en què s'ha comparat la població intestinal de persones sanes amb la de persones afectades per la malaltia de Crohn, que causa un procés inflamatori crònic del tracte intestinal. A partir dels resultats obtinguts mitjançant el nou algoritme, l'investigador ha determinat dos grups de bacteris la relació està associada a la malaltia de Crohn, obtenint millors resultats en termes de classificació que els que proporcionen els mètodes que s'utilitzen actualment.
Aquest marcador podria ser útil en un futur, per exemple, per simplificar i abaratir les proves de diagnòstic. “Per diagnosticar la malaltia de Crohn és necessari fer una colonoscòpia, que és una prova invasiva. Aquest marcador no substituiria la colonoscòpia com a mètode de diagnòstic final, però podria utilitzar-se en el cribratge inicial, de manera que només se sotmetria a aquesta prova a les persones que presentessin major probabilitat de patir-la”, raona Rivera. El mètode es podria aplicar a altres malalties que afecten la composició del microbioma, com ara la infecció pel VIH.
El desenvolupament de l'algorisme és resultat de la feina realitzada per Rivera juntament amb els seus directors de tesi, M. Luz Calle (UVic - UCC) i Marc Noguera (IrsiCaixa). A més, ha comptat amb la col·laboració del doctor Roger Paredes d'IrsiCaixa de i els professors Juan José Egozcue, de la Universitat Politècnica de Catalunya, i Vera Pawlowsky, de la Universitat de Girona.
Microbioma i infecció pel VIH
Rivera, llicenciat en Matemàtiques i Màster en Tècniques Estadístiques, dedica el seu doctorat a desenvolupar una nova metodologia per estudiar l'estructura del microbioma intestinal humà en persones amb infecció aguda o crònica pel VIH, i per modelar aquesta estructura en funció de l'evolució clínica d' la infecció. La seva tesi, titulada Models estructurals i dinàmics del microbioma humà, està co-dirigida per Marc Noguera-Julian, investigador del grup de Genòmica Microbiana d'IrsiCaixa, i M. Luz Calle, catedràtica del Departament de Biociències de la UVic-UCC.
La Càtedra de la Sida i Malalties Relacionades, dirigida pel director d'IrsiCaixa, Bonaventura Clotet, és un espai de col·laboració que facilita la creació de sinergies amb l'objectiu de generar i difondre coneixement científic i tecnològic i assegurar la seva transferència a la societat i al teixit productiu. Els eixos centrals de la Càtedra són la infecció pel VIH i la sida, però també inclou l'estudi de malalties relacionades com l'hepatitis, la fatiga crònica, l'envelliment i el càncer, entre d'altres.