Santafesinos trabajan junto a investigadores de Nantes, Francia, en modelos matemáticos para automatizar un páncreas artificial. La idea es que los pacientes puedan recibir sus dosis de insulina de un modo seguro.

Investigadores de Santa Fe trabajan junto al Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes, Francia, en el problema del control de los niveles de glucemia en pacientes diabéticos. La colaboración, que consiste en proponer estrategias (formulaciones) de control predictivo, apunta a que en el futuro se pueda fabricar un páncreas artificial que trabaje en forma autónoma y respetando las prescripciones médicas.

Alejandro González, investigador en el Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC), que depende del CONICET y de la Universidad Nacional del Litoral (UNL), manifestó que utilizan el control predictivo, una estrategia de control avanzado que basa su funcionamiento en modelos matemáticos del sistema a controlar, para tratar el problema de la diabetes. “Tuvimos la fortuna de vincularnos con gente de Francia que trabaja en estrecha colaboración con equipos médicos y dispone de datos de pacientes hospitalizados”, contó.

Según González, que investiga junto a José Luis Godoy, Antonio Ferramosca, Santiago Rivadeneira y los becarios Alejandro Anderson y Agustina D’Jorge en el Grupo de Control Avanzado y Monitoreo Estadístico, los franceses desarrollaron un “modelo” de paciente diabético sobre el que los santafesinos elaboran estrategias de control predictivo. En este sentido, el control es el que determina en qué momento y cuánta insulina se debe inyectar al paciente para mantener los niveles de glucosa en zonas seguras. “Primero hacemos simulación pura controlando un modelo matemático simple de computadora. Luego usamos un modelo computacional más complejo, aceptado por la comunidad médica internacional, para testear la validez de la estrategia y, finalmente, se pasa a las pruebas clínicas en pacientes hospitalizados bajo supervisión médica, aunque para esto último falta todavía algún tiempo”, precisó.

Páncreas artificial
El modelo que usan los investigadores argentinos para diseñar el control ya fue testeado en Francia en numerosos pacientes hospitalizados, con resultados altamente satisfactorios. “Nosotros ahora ayudamos a entenderlo, primero, y luego a controlarlo mediante las estrategias que conocemos”, apuntó.

“La idea es llegar a desarrollar un páncreas artificial, un dispositivo que se lleva conectado continuamente al cuerpo, y que mide en forma subcutánea la glucosa, lo que es menos invasivo que hacerlo en forma intravenosa. El páncreas estima luego el nivel de glucosa en sangre, calcula la cantidad de insulina a inyectar de acuerdo a la estrategia predicitiva, y la inyecta mediante una pequeña bomba que posee el mismo dispositivo. Lo novedoso es que todo es automático, ya que actualmente es el paciente quien decide, con más o menos ayuda, cuanto y cuando inyectarse, lo cual supone, además de la incomodidad propia del autocontrol, numerosos riesgos como los episodios de hipoglucemia severa”, sostuvo.

González acotó que la idea de la automatización no consiste sólo en la lectura de una variable y la correspondiente respuesta (proporcional), como sucede con algunos procesos industriales. “En estos ámbitos necesitamos procedimientos más complejos, basados en modelos matemáticos. Por eso es que hablamos de controles predictivos en el marco de los controles avanzados, que hacen una optimización matemática para decidir un plan de acción”, continuó.

Sistemas dinámicos
El especialista afirmó que su grupo estudia aquello que tienen en común todos los sistemas dinámicos, para poder controlarlos, lo que incluye sistemas mecánicos, biológicos, biomédicos e incluso sociales. “Un sistema dinámico es todo aquello que cambia con el tiempo, lo que abarca un gran número de procesos más o menos cotidianos. El primer paso de nuestro trabajo es el modelado de esos sistemas dinámicos mediante herramientas matemáticas que nos permitan entenderlo. En una etapa posterior trabajamos en el control de esos sistemas, es decir, en modificar su dinámica de acuerdo a determinados objetivos”, sintetizó González.

El esquema “control-sistema dinámico” envuelve un abanico inmenso de posibilidades de estudio: “Por ejemplo, en pacientes con HIV se puede estimar la cantidad de células sanas e infectadas, para luego saber cuánto medicamento suministrar, siguiendo un procedimiento similar al de la diabetes. También se pueden comprender con este enfoque fenómenos psicológicos, relacionados con la percepción y la ‘sensación de control’ que refuerza creencias aprehendidas, por ejemplo. Esta amplitud de posibilidades, sin embargo, conlleva una cierta responsabilidad y prudencia, dado que cualquier estudio que se aborde debe ser realizado con arreglo a los métodos científicos”, finalizó.