Usan modelos matemáticos para desafición precisa de medicamentos

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Foto Cinvestav

Usan modelos matemáticos para desafición precisa de medicamentos

Mediante análisis matemáticos, diseño de algoritmos y uso de la teoría de control para bioprocesos, investigadores del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav generan estrategias de suministro exacto de medicamentos en pacientes que presentan enfermedades como VIH, diabetes o cáncer.

El equipo científico encabezado por Ricardo Aguilar López desarrolla modelos matemáticos, ejecutados con simulaciones numéricas en computadoras, para resolver ecuaciones que permitan modelar la evolución temporal de una enfermedad (observando las variables de interés del fenómeno físico) y así obtener su representación dinámica, lo cual ayuda a calcular el tratamiento.

La metodología está propuesta para ser aplicada contra el VIH en plasma sanguíneo, y fue publicada en el Journal of Control Science and Engineering, el pasado mes de abril, con el título de “Quimioterapia basada en una estrategia de control robusto no lineal para minimizar la concentración de VIH en sangre”.

La estrategia de control propuesta suspende el suministro de medicamento cuando ya no se detecta el virus, acción que otras técnicas pueden no lograr. “Con ello se evita aplicar sobredosis de medicamentos, porque la ley de control detiene en automático el suministro”, explicó Aguilar López, quien es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel II.

Esta estrategia tiene la ventaja de diseñar un suministro de medicamento de manera personalizada y con base en el estadio fisiológico del paciente y se pueden suministrar las dosis precisas requeridas; así se evitan efectos secundarios generados cuando el medicamento, regularmente agresivo, no se administra en dosis correcta.

Las técnicas clásicas de suministro de medicamento generalmente son de tipo heurístico; es decir, toman datos generales del paciente: peso, edad, estatura, género e información de algún examen médico fisiológico general y sobre eso se ofrece una dosis de administración de medicamento, que a veces se generaliza para muchos pacientes.

Sin embargo, las metodologías basadas en teorías de control permiten mejorar la administración de medicamentos, sobre todo cuando los pacientes necesitan tomar dosis exactas, como es el caso de la insulina o cuando reciben quimioterapia.

Además, mediante un procesador, las técnicas de control retroalimentadas pueden usan mediciones tomadas del sistema a controlar y así pueden crear un sistema inteligente capaz de tomar decisiones para el suministro de medicamento. “La clave es la retroalimentación, cuando el sistema de control retoma datos de las variables que mide, para tomar las acciones adecuadas correspondientes”, sostuvo el investigador.

Inicialmente la metodología se usó para VIH pero se puede extrapolar a otras enfermedades como diabetes o cáncer. En la primera, enfermedad metabólica sensible al estado fisiológico del paciente, ayuda en la regulación de glucosa en sangre de manera óptima y evita problemas de híper o subglucemia, provocada cuando se suministran dosis generalizadas.

En el caso de cáncer los tratamientos de quimioterapia utilizan drogas potentes que provocan efectos secundarios nocivos y estas metodologías permiten dosificar de mejor forma las drogas utilizadas y reducen efectos secundarios. Una ventaja adicional del uso óptimo y exacto de medicamentos es el ahorro de recursos y la mejora en la calidad de vida del enfermo.

Estas metodologías estarían al servicio de la comunidad médica para que junto con farmacólogos, ingenieros biomédicos y electrónicos pudieran desarrollar hardware de suministro de medicamentos para ser aplicado mediante pulseras, relojes u otros dispositivos de uso común.

La teoría de control permite encontrar metodologías estructuradas para el suministro de dosis exactas de medicamentos, pero para su empleo y aplicación, en principio, los investigadores tratan de establecer su validez teórica a partir de análisis matemáticos.

Los modelos matemáticos se validan con base en resultados experimentales para obtener una base teórica sólida bien sustentada; así, con las hipótesis de las técnicas de modelado se buscan condiciones para que las propuestas, surgidas de las técnicas de control, ayuden en la administración de medicamentos.

El uso de las matemáticas a veces no tan visible en el ejercicio de la medicina pero realmente tiene un impacto muy importante. El desarrollo de la medicina moderna debe emplear enfoques multidisciplinarios donde converjan diferentes áreas del conocimiento, entre ellas las matemáticas, para encontrar mejores soluciones a los problemas de salud; señaló Ricardo Aguilar López.

1 COMENTARIO

  1. Hola, es lamentable que siendo un artículo de la Jornada, existan errores en el título. Además, la fotografía no corresponde al autor, no es el Dr. Ricardo Aguilar López, por favor si quieren hacer público el trabajo de investigación que se realiza en nuestro país sean más serios, y respeten esta digna actividad, poco reconocida, y sus autores.

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