La ciencia andaluza se enfrenta al coronavirus

Universidades y empresas se han lanzado en Andalucía con numerosos proyectos que ponen el foco en la COVID-19 desde la química y inteligencia artificial, a la biotecnología o la psicología.

Como un alud cae desde una montaña, el coronavirus ha sepultado en pocas semanas aquello que se entendía por cotidiano. En la propia revista iDescubre recogíamos el pasado 4 de marzo las indicaciones entonces de la Organización Mundial de la Salud (OMS) que aún no se podía hablar de pandemia, sino más bien “múltiples epidemias en distintos lugares del mundo causadas por un virus que no provoca enfermedad grave ni muertes a gran escala». Apenas un mes y medio después de la información, todo ha cambiado. Son más de dos millones de casos diagnosticados y se aproxima a los 150.000 fallecidos debido al SARS-CoV-2, el virus causante de la enfermedad bautizada como COVID-19.

Las medidas de contingencia aplicadas a escala mundial están dejando estampas sin precedentes. La educación se ha detenido. Más de 1.400 millones de niñas y niños han dejado de acudira las escuelas, según relata la OMS. El deporte de competición da por concluida la temporada y los Juegos Olímpicos se posponen un año. Las calles están desiertas. El confinamiento en los hogares crece, a medida que el virus se extiende por el planeta. Con todo lo que ello conlleva.

La Fundación de Estudios de Economía Aplicada (FEDEA) estima que 1,7 millones de ofertas laborales se podrían haber visto paralizadas debido al coronavirus. En su estudio, en el que participa José Ignacio García, rector de la Universidad Internacional de Andalucía y catedrático de la Pablo de Olavide, este colectivo señala Andalucía como la región más afectada: un 19,6% de la población ocupada no puede trabajar, a consecuencia del estado de alarma. Además, entre marzo y junio se dejarán de crear 400.000 empleos en la región.

La huella que la pandemia está plasmando tras de sí es profunda. Ante ello, y desde sus respectivos hogares, la comunidad científica andaluza no ha dudado en ponerse manos a la obra para poner coto a la COVID-19. Como apoyo, pronto llegarán los 2,9 millones de euros que la Consejería de Economía, Conocimiento, Empresas y Universidad ha destinado a este mismo fin, con cofinanciación FEDER.

Respirador artificial ‘Andalucía Respira’.

Así ha surgido, por ejemplo, ‘Andalucía Respira’. Un respirador artificial creado en menos de una semana, y ya homologado por Salud, gracias a la colaboración entre profesionales sanitarios, junto a científicos del Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (IBIMA) y de la universidad malagueña. También aparecen iniciativas que aplican modelos matemáticos con el fin de predecir la evolución de la enfermedad, como la iniciada por la Universidad Loyola de Andalucía.

Sin acceso al laboratorio, pero con un bagaje de casi cuatro décadas y una conexión a la supercomputación de la Universidad de Cádiz (UCA), el grupo dirigido por Francisco Antonio Macías lleva semanas testando moléculas susceptibles de aplicarse como fármaco para atacar al SARS-CoV-2. “Ante una situación tan grave, nos preguntamos qué podemos hacer nosotros desde casa con lo que conocemos, en qué podemos ayudar”, reflexiona este catedrático de Química Orgánica de la UCA.

Su equipo tiene caracterizados más de 3.500 compuestos procedentes de plantas propias de climas extremos, como la Antártida o Nueva Zelanda. Mediante ensayos in vitro o por ordenador, han demostrado propiedades antitumorales o antiinflamatorias. Algunas se encuentran, ya, probándose en animales modelo como paso previo a la fase clínica. “Todas son moléculas de fuentes naturales y, para el caso del coronavirus, estamos probando aquellas que se pueden producir con facilidad, de modo que en pocas semanas puedas incluso obtener gramos o kilos”, apunta.

En el caso de la COVID-19, el trabajo se centra en atacar a la estructura de proteínas que rodea al coronavirus. Esta le permite adherirse a las células humanas, penetrar en ellas y liberar su material genético. Para ello, toman como referencia los fármacos desarrollados para otras patologías, como la hidroxicloroquina para la malaria, que se están empleando para intentar encontrar tratamientos eficaces frente al coronavirus.

Haciendo uso de una técnica de acoplamiento molecular (o docking), los expertos de la UCA simulan las interacciones que las partículas tienen con el patógeno para aproximarse al comportamiento de posibles fármacos. “Esto son millones de cálculos, que nos dejan ver si nuestras moléculas funcionan mejor o peor sobre esa capa de proteínas, en comparación con las que ya se están probando para bloquear esas proteínas”, apunta Macías.

Los resultados, que verán pronto la luz en una publicación, son positivos. “Estamos muy ilusionados”, afirma, “vemos cómo moléculas que proceden de cosas tan simples como la alcachofa o la lechuga, tienen resultados entre 2.000 y 10.000 veces mejor que los productos que se usan ahora frente al coronavirus”.

Grupo de investigación liderado por Francisco Herrera, durante una sesión de trabajo por videoconferencia.

IA frente al coronavirus

Los problemas sanitarios están, cada vez más, vinculados al desarrollo de la Inteligencia Artificial y el procesado de grandes cantidades de datos. La pandemia de la COVID-19 no es una excepción. Prueba de ello son los 31 modelos que intentan ayudar a los profesionales sanitarios a diagnosticar los infectados por coronavirus, o a predecir su evolución, que ya recoge la literatura científica según un artículo del British Medical Journal. Sin embargo, a veces la falta de datos y en otras la poca homogeneidad entre los mismos, puede limitar el avance de estas herramientas.

“Cuando se utilizan imágenes de rayos-X del tórax de pacientes sanos y de enfermos de coronavirus, hechas con máquinas diferentes y con protocolos diferentes como las que hay ahora mismo en los repositorios abiertos americanos, los sistemas de inteligencia artificial pueden estar aprendiendo otras cosas que hay en la imagen y que no tienen por qué estar relacionadas con el pulmón per se”, apunta Francisco Herrera, catedrático de Ciencias de la Computación de la Universidad de Granada.

En las últimas semanas su grupo de investigación aborda, junto al Servicio de Radiodiagnóstico del Hospital San Cecilio, el diseño de un modelo de previsión de la COVID-19 en base a las radiografías de los pulmones. “Queremos ofrecer un sistema de alerta, capaz de identificar si un paciente con neumonía tiene o no coronavirus”, señala Herrera. Algo que será especialmente útil en los centros de salud. “El radiólogo especialista solo está en los grandes hospitales, fuera de ahí tienes técnicos que se encargan de tomar la imagen de rayos-X. Esto permitiría tener un sistema de alerta para, a nivel médico, dar una alarma de la potencial presencia de la enfermedad y favorecer y acelerar el proceso de diagnóstico”, apunta.

Para ello, actualmente están colectando imágenes de rayos-X de pacientes diagnosticados como positivo, negativo y dudoso para entrenar un modelo de Aprendizaje Profundo que ayude a los especialistas. Algo que complementan con la puesta a punto de una aplicación que permita centrar automáticamente las radiografías en los pulmones para, incide el investigador, “garantizar que en ningún momento aparecen elementos que interfiera en el aprendizaje de qué casos son por coronavirus y cuáles no, como está ocurriendo en muchos de los trabajos publicados”.

Ligados al ámbito de las tecnologías del lenguaje y los sistemas conversacionales, los profesores David Griol y Zoraida Callejas de la Universidad de Granada han colaborado en el diseño de un asistente virtual capaz de responder a preguntas sobre la COVID-19. Esta iniciativa, que parte del Gobierno de España a través de la Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial, hace que cualquier persona pueda consultar sus dudas en la web y desde su teléfono móvil, a través de la aplicación Whatsapp. Desde su lanzamiento, el pasado 8 de abril, ya se han atendido más de 165.000 consultas.

“Lo que se ha construido es un sistema de diálogo, capaz de responder a más de 150 temas diferentes, usando para ello información exclusivamente de fuentes oficiales”, comenta Callejas desde el Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos. La diversidad en el uso de la lengua ha sido, según reconoce, uno de los principales retos de estos sistemas. “Aunque parece que no hay muchas formas de plantear una misma pregunta sobre los síntomas del coronavirus, por ejemplo, existe una variedad tremenda.  Que el sistema pueda entender todas ellas es bastante complejo”, afirma.

Efectos colaterales

El coronavirus pone en riesgo a nuestro organismo, pero sus efectos no quedan ahí. Cómo se refleja más arriba, las medidas adoptadas tienen consecuencias que exceden lo fisiológico. Una de ellas es, sin duda, los daños psicológicos y sobre el estado de ánimo de las personas. De pacientes, sí, pero también de aquellas personas que están en primera línea atendiendo la crisis o de individuos sanos que sufren las consecuencias del confinamiento. De este modo, están poniéndose en marcha estudios para conocer los efectos emocionales en sectores como los deportistas de élite, iniciado por José Carlos Jaenes desde la Universidad Pablo de Olavide, o incluso una aplicación que refleja la evolución de la salud emocional.

CoVidAffect ofrece en tiempo real el sentir ciudadano durante el estado de alarma. “Podemos ver si existe un estado emocional positivo, negativo o incluso inferir emociones concretas como la ansiedad o la depresión”, explica el responsable Pandelis Perakakis. “Los cambios en el estado de ánimo durante el confinamiento se puede apreciar en las redes sociales, empezamos con muchos chistes y el humor cada vez va bajando, sin embargo, no tenemos un dato objetivo para evaluar la respuesta emocional de la población a diferentes hitos y noticias relacionadas con esta crisis”, refiere este investigador del Centro de Investigación Mente, Cerebro y Comportamiento (CIMCYC) de la UGR. Con estos datos, que actualmente proporcionan unas 1.000 personas, se quiere generar información útil para la toma de decisiones en políticas públicas relacionadas con cuestiones como el apoyo psicosocial.

A la izquierda, aspecto de unos pulmones de una persona con coronavirus. A la derecha, una persona sin coronavirus.

Sobre el personal sanitario trabaja un grupo de investigadores de las universidades de Huelva y Loyola de Andalucía, bajo la dirección de Carlos Ruiz Frutos y Juan Gómez Salgado. En pocas semanas, y partiendo de técnicas ya validadas, han diseñado un instrumento que permite evaluar el efecto de la COVID-19 en la salud mental de la población en general, poniendo un foco especial sobre los profesionales de la salud. “Tenemos más de 3.000 cuestionarios, un tercio del ámbito sanitario, solo en España, que nos da una foto del impacto psicológico de esta crisis en plena ola y ver cuáles son los principales problemas”, apuntan estos especialistas en riesgos laborales y salud pública de la Onubense.

El Emotional Impact Questionnaire COVID-19 (EIQ COVID-19), recoge información sociobiográfica, datos relativos a la calidad de la información recibida y las medidas de prevención tomadas; así como instrumentos para evaluar aspectos relacionados con el ajuste psicológico, el sentido de coherencia y el engagement. Una decena de países, principalmente de Iberoamérica, se han sumado al proyecto, lo que permitirá un mapa amplio, “para lo cual, los grupos locales han preparado adaptaciones culturales de las preguntas que permitan llegar a estas poblaciones”, apunta Ruiz Frutos.

Soluciones tecnológicas

Parte de la I+D+I es aportar soluciones, además de un conocimiento profundo del problema. Para coordinar la capacidad pública y privada en torno al coronavirus, la Junta de Andalucía ha lanzado la Plataforma Andaluza para la Recepción, Identificación, Análisis y Transferencia de Capacidades y Soluciones de Innovación para la lucha contra la COVID-19. Un proyecto que coordina la Agencia Andaluza del Conocimiento, que tiene por objetivo contar con un sistema que centralice, recopile, identifique y analice posibles tecnologías y soluciones innovadoras que puedan dar respuesta a las necesidades de la región originadas por la pandemia. Hasta la fecha, ha registrado más de 145 inscripciones, la gran mayoría procedentes de empresas.

En RekomBiotech se encuentran diseñando y fabricando antígenos, una materia prima que se aplica en los test de sangre para detectar la presencia de anticuerpos, en este caso, específicos para el coronavirus de la COVID-19. “Actualmente, los antígenos que hay en el mercado no tienen una gran sensibilidad y especificidad, por los que nuestros clientes, las empresas que fabrican los test, están buscando soluciones que mejoren la fiabilidad de sus pruebas de diagnóstico”, señala Rosa María Molina, responsable de comunicación de esta empresa afincada en Granada. El avance en este campo, hace que el reto ahora sea atender la producción ante la fuerte demanda.

La sevillana MaccoRobotics, especializada en robots de hostelería, ha abierto una doble línea de trabajo. Por un lado, la producción de máquinas autónomas para la desinfección de hospitales y centros de atención sanitaria. Por otro, desarrollan el sistema BiBot, dirigido a la detección de síntomas tempranos. Un ámbito en el que también se mueve SDT con Smart Preventiva, para la captación automática de temperatura en seres humanos.

Química, inteligencia artificial, psicología, biotecnología, robótica, automatización… El Sistema Andaluz del Conocimiento saca músculo ante una pandemia global, que tiene en la investigación la llave para volver cuanto antes a una normalidad que, sin duda, traerá muchos cambios en nuestro día a día.