Por Canuto  

Un equipo encabezado por el MIT recibió financiamiento de hasta USD $38 millones de ARPA-H para desarrollar PYTHIA, un parche no invasivo que buscaría medir continuamente biomarcadores de insuficiencia cardíaca y sepsis. La iniciativa también integra microelectrónica e inteligencia artificial en el chip para convertir mediciones del fluido bajo la piel en información útil para médicos.
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  • El proyecto de cuatro años apunta a medir biomarcadores de insuficiencia cardíaca y sepsis en el fluido intersticial, con un parche alimentado por el calor corporal.
  • PYTHIA incorporaría microelectrónica de bajo consumo y modelos de inteligencia artificial en el chip para interpretar datos continuos.
  • El equipo planea desarrollar y probar componentes, y luego avanzar con ensayos preclínicos y clínicos antes de considerar una fabricación comercial.

MIT liderará el desarrollo de un parche para detectar antes la sepsis y la insuficiencia cardíaca

El proyecto PYTHIA, respaldado por ARPA-H con hasta USD $38 millones durante cuatro años, busca crear un monitor portátil que mida biomarcadores de forma continua y no invasiva.

Un parche para seguir señales de salud

Un equipo encabezado por investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) recibió financiamiento de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados para la Salud de Estados Unidos, conocida como ARPA-H, para desarrollar un parche portátil de monitoreo. La iniciativa, llamada PYTHIA, tiene una duración prevista de cuatro años y podría recibir hasta USD $38 millones. Su objetivo es registrar en tiempo real biomarcadores asociados con insuficiencia cardíaca y sepsis, dos condiciones en las que una detección oportuna puede orientar las decisiones médicas.

La propuesta se diferencia de un dispositivo que solo recoge una lectura puntual: el parche buscaría observar cambios de manera continua y ofrecer información de salud de calidad clínica. Según el plan presentado por el equipo, el sistema obtendría energía del calor corporal del paciente, con un diseño no invasivo y de bajo consumo. Los investigadores esperan que esa combinación permita sostener mediciones frecuentes sin depender de que el paciente se someta repetidamente a una prueba convencional.

El aparato analizaría el fluido intersticial, el líquido que se encuentra bajo la piel, para buscar moléculas relacionadas con las enfermedades. Esos biomarcadores se originan en el plasma sanguíneo, pero pueden ser difíciles de identificar porque están presentes en concentraciones muy bajas. La propuesta plantea usar una reacción química que se una a las moléculas objetivo y facilite su detección, mientras la microelectrónica del parche registra las señales con la sensibilidad que el equipo considera necesaria para aplicaciones clínicas.

El investigador principal, Ahmad Bahai, profesor de práctica del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT y miembro de su Laboratorio de Investigación de Electrónica, describió la medición continua como una especie de análisis de sangre automatizado cada 15 minutos, aproximadamente. Esa comparación ilustra la frecuencia que el equipo espera alcanzar, pero no significa que el dispositivo ya esté disponible o haya demostrado ese rendimiento en pacientes. El parche todavía debe atravesar etapas de desarrollo y evaluación.

Dos enfermedades como objetivo de detección temprana

El equipo seleccionó la insuficiencia cardíaca y la sepsis por su impacto y por la posibilidad de rastrear biomarcadores vinculados con ambas condiciones. De acuerdo con los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de Estados Unidos, las enfermedades cardíacas son la principal causa de muerte en ese país, mientras que la sepsis mata al menos a 350.000 adultos estadounidenses cada año y es la principal causa de muerte en hospitales. El comunicado del MIT presentó esas cifras como parte de la justificación clínica del proyecto.

La meta médica consiste en identificar señales antes de que las enfermedades provoquen daños irreversibles, de modo que los profesionales puedan contar con más información para diagnosticar y tratar a sus pacientes. El monitoreo también podría continuar después del alta hospitalaria y ayudar a seguir la recuperación. Los investigadores plantean que esos registros podrían aportar elementos para ajustar enfoques terapéuticos, aunque el efecto real dependerá de lo que muestren las pruebas y de cómo se traduzcan los datos en decisiones clínicas.

La sepsis y la insuficiencia cardíaca plantean retos distintos, pero ambas requieren que los equipos médicos interpreten cambios en el estado del paciente. PYTHIA buscaría aportar una serie de mediciones, en lugar de una sola fotografía obtenida durante una consulta o una toma de muestra. Esa continuidad podría ser relevante para observar tendencias, pero el proyecto aún debe establecer qué biomarcadores medirá, con qué precisión y cómo se validarán sus lecturas en contextos clínicos.

Bahai afirmó que el proyecto aspira a conectar investigación avanzada con un dispositivo que pueda utilizarse en la clínica, y señaló que el objetivo es contribuir al futuro de la atención médica personalizada. La iniciativa reúne a investigadores del MIT y colaboradores clínicos e industriales, quienes aportan experiencia sobre necesidades médicas, condiciones prácticas y regulación. Esa colaboración será importante para valorar no solo si el sensor detecta las moléculas, sino también si sus resultados pueden integrarse en la atención diaria.

Microelectrónica e inteligencia artificial en el chip

El reto técnico no se limita a colocar sensores sobre la piel. Como los biomarcadores objetivo aparecen en concentraciones bajas, el sistema debe producir señales que puedan distinguirse y medirse con suficiente sensibilidad. El equipo propone combinar una reacción química con circuitos microelectrónicos avanzados, de forma que el parche capture los datos y los procese cerca de su punto de origen.

La frecuencia de las lecturas también genera un volumen considerable de información, que puede resultar difícil de convertir en conclusiones médicas si se presenta como datos sin procesar. Por esa razón, PYTHIA incorporaría modelos de inteligencia artificial directamente en el chip para traducir las mediciones en información útil para los médicos. El anuncio no detalla qué modelos se utilizarán ni cómo se validará su interpretación, por lo que esos aspectos forman parte del trabajo que queda por desarrollar.

La idea se apoya en investigaciones anteriores de Bahai sobre monitores continuos de glucosa y en su trabajo con tecnologías de semiconductores. Su laboratorio, llamado Waves, Bites, and Molecules, explora dispositivos electroquímicos, ópticos, magnéticos y de ultrasonido con el propósito de crear herramientas portátiles de calidad clínica. El paso desde el monitoreo de glucosa hacia otros biomarcadores llevó al equipo a plantear un sistema para enfermedades cardíacas y sepsis.

PYTHIA surgió del Programa de Ciencias de la Salud y Semiconductores del MIT, conocido como HS+S, que Bahai cofundó cuando se incorporó al instituto hace tres años, según el anuncio. El programa busca aprovechar avances en semiconductores y nanotecnología para abrir nuevas vías en diagnóstico, terapias y descubrimiento de fármacos. En este caso, la apuesta consiste en integrar sensores biológicos, circuitos de bajo consumo y análisis computacional en un formato que pueda llevarse sobre el cuerpo.

Desarrollo, pruebas y camino hacia la clínica

El trabajo comenzará con el desarrollo y las pruebas de los componentes electrónicos para un chip pequeño y de bajo consumo. Después, el equipo planea llevar el dispositivo a ensayos preclínicos y clínicos, antes de llegar a una posible etapa de escalamiento y fabricación comercial. Se trata de un itinerario de investigación, no de un calendario de lanzamiento: el anuncio no fija fechas para completar cada fase ni garantiza que el parche llegue al mercado.

El proyecto forma parte del Programa Delphi de ARPA-H, dirigido por el gerente de programa Leonard Tender. Los equipos de Delphi aplican una estrategia de diseño de microelectrónica a la biosensación, con la meta de desarrollar dispositivos que vigilen de forma segura, confiable y continua señales internas de salud. PYTHIA recibió apoyo mediante el acuerdo AY2AX000243, aunque ARPA-H aclaró que el contenido del anuncio no representa necesariamente las opiniones oficiales de la agencia.

La combinación de socios clínicos e industriales busca acercar el prototipo a las restricciones concretas de la atención y a los requisitos regulatorios, además de orientar la investigación hacia una necesidad médica. Bahai sostuvo que la participación de colaboradores con experiencia práctica puede facilitar el paso desde los avances científicos hasta un instrumento utilizable en hospitales. Esa ruta, sin embargo, exige comprobar el desempeño del sensor y su utilidad en pruebas sucesivas antes de considerar una adopción clínica.

El MIT informó que el proyecto aspira a contribuir al diagnóstico temprano, al seguimiento tras el alta y al desarrollo de estrategias terapéuticas más ajustadas a cada paciente. Por ahora, esos resultados son objetivos de investigación y no beneficios clínicos demostrados. La evaluación de sus componentes, la precisión de las mediciones y los ensayos previstos determinarán si PYTHIA puede convertir el monitoreo continuo de biomarcadores en una herramienta práctica para profesionales de la salud.


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