Investigadores gallegos utilizan las matemáticas para ayudar a diabéticos

El CITMAga (Centro de Investigación e Tecnoloxía Matemática de Galicia), impulsado por las tres universidades gallegas, trabaja junto al CSIC en el proyecto Dynamo-bio, para el desarrollo de métodos matemáticos con aplicaciones biológicas y biomédicas, entre ellas, el control del nivel de glucosa en las personas con diabetes.

El coordinador del proyecto, Alejandro Fernández, del departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la UVigo, señaló que los modelos matemáticos son una “herramienta básica y muy poderosa” para, entre otras cosas, comprender y manipular sistemas biológicos complejos. Así, en las ciencias exactas “solo se considera un fenómeno comprendido por completo cuando se puede construir un modelo matemático que lo describa”.

En este sentido, los modelos dinámicos tienen una gran utilidad para, por ejemplo, conocer cómo funciona un medicamento en un paciente, proporcionando una comprensión más profunda de la progresión de la enfermedad y de los efectos del fármaco en el organismo. En ámbitos como la biomedicina y la biotecnología, explicó este investigador, es frecuente que los modelos matemáticos contengan parámetros que no pueden medirse directamente, por lo que deben ser estimados y hay riesgo de predicciones erróneas.

Niveles de glucosa

El equipo estudió la aplicación de estos modelos para ayudar a regular los niveles de glucosa en personas diabéticas. “Se están desarrollando unos dispositivos portátiles, los denominados “páncreas artificiales”, que el paciente lleva consigo”, señaló Alejandro Fernández, y explicó que esta tecnología monitoriza en tiempo real la concentración de glucosa en plasma, e inyecta la dosis de insulina necesaria para mantener esa concentración en el rango deseado.

El cálculo de la dosis adecuada se hace a partir de un modelo del organismo del paciente, que proporciona una estimación sobre el nivel de insulina. Esta información no puede extraerse directamente, ya que no resulta práctico medir la concentración de insulina. Una falta de identificabilidad proporcionaría estimaciones erróneas, lo que llevaría a dosis inadecuadas de insulina si se usa un páncreas artificial. Por contra, con el modelo desarrollado por el CITMAga y el CSIC se obtienen simulaciones muy precisas de la concentración de insulina, sin necesidad de medirla. Estas herramientas también se pueden aplicar para estudiar el crecimiento de los tumores en pacientes con cáncer. La finalidad es contribuir a diseñar una terapia personalizada para cada enfermo y optimizarla.

Alteraciones de la glucemia

Cuando el metabolismo de la insulina no funciona correctamente, las células de los tejidos dejan de asimilar correctamente la glucosa y ésta se acumula en la sangre. La voz de alarma debe saltar cuando los niveles de glucosa en sangre estando en ayunas se sitúan entre 100 y 125 mg/dl y después de comer entre los 140 y los 199 mg/dl. Estas cifras determinan lo que se conoce como un estado prediabético, en el que la diabetes mellitus o de tipo 2 todavía no se ha instaurado pero que supone la antesala de la enfermedad. En estos casos, los cambios de hábitos de vida (perder algo de peso, una alimentación equilibrada y la práctica diaria de ejercicio) pueden ser suficientes para controlar la situación y retrasar e incluso impedir el desarrollo de la diabetes. Se habla de diabetes cuando la glucemia se sitúa por encima de 126 mg/dl en ayunas y de 200 mg/dl dos horas después de las comidas. Por encima de estas cifras, si se no se recibe el tratamiento adecuado, puede producirse en cualquier momento lo que se denomina un coma diabético.