Científicos de la Universidad de Birmingham han descubierto que las bacterias intestinales y sus compuestos químicos asociados, conocidos como metabolitos, actúan como marcadores biológicos de enfermedades digestivas graves. Al aplicar inteligencia artificial a datos clínicos, el equipo identificó patrones que podrían conducir a métodos de diagnóstico más rápidos y menos invasivos para el cáncer gástrico, el cáncer colorrectal y la enfermedad inflamatoria intestinal (EII).
El estudio, publicado en el Journal of Translational Medicine, utilizó aprendizaje automático para analizar el microbioma y el metaboloma de los pacientes. Los investigadores descubrieron que los modelos entrenados con datos de una afección gastrointestinal a menudo podían predecir marcadores para otras, lo que sugiere que estas enfermedades comparten vías biológicas fundamentales.
La IA descubre marcadores comunes de enfermedades
El coautor principal, el Dr. Animesh Acharjee, señaló que la dependencia actual de endoscopias y biopsias puede resultar costosa e invasiva, y a menudo no detecta las enfermedades en sus etapas iniciales. "Nuestro análisis ofrece una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes que impulsan la progresión de la enfermedad e identifica biomarcadores clave para terapias dirigidas", afirmó.
Los investigadores identificaron grupos bacterianos distintos para diversas afecciones. Por ejemplo, los casos de cáncer gástrico mostraron niveles elevados de Firmicutes y Bacteroidetes, mientras que el cáncer colorrectal se vinculó a la presencia de Fusobacterium y Enterococcus. La EII se caracterizó por cambios específicos en la familia Lachnospiraceae y en metabolitos como la urobilina.
Aunque algunas firmas eran específicas de cada enfermedad, los investigadores encontraron una superposición significativa. Ciertos metabolitos implicados en la inflamación intestinal también aparecieron en procesos relacionados con el cáncer. Estas simulaciones sobre cómo los microbios crecen y se desplazan por el cuerpo revelaron diferencias metabólicas claras entre individuos sanos y aquellos que padecen enfermedades gastrointestinales.
De cara al futuro, el equipo planea validar estos hallazgos con grupos de pacientes más amplios y diversos. El objetivo es desarrollar herramientas de diagnóstico universales capaces de identificar múltiples afecciones a partir de una única serie de pruebas no invasivas, lo que podría revolucionar la forma en que se controla y trata la salud gastrointestinal.
La investigación fue llevada a cabo por un equipo de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido y Dubái, en colaboración con el University Hospitals Birmingham NHS Foundation Trust.
