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Avanços na Aplicação Clínica da Informática Médica de Imagem

Modelo virtual contribui no tratamento de doenças cardíacas, neurológicas, câncer e diabete, mostram pesquisadores.

Cortesia de N. Trayanova
Modelo cardíaco eletromecânico de alta resolução
Quanto mais aprendemos sobre o câncer, doenças cardíacas e Alzheimer, mais incrivelmente complexas essas doenças parecem – e mais elusivas se tornam suas curas. Mesmo com a mais avançada tecnologia de imageamento, testes com biomarcadores e dados genéticos, ainda estamos muito longe de entender as causas multifacetadas e os variados estágios de desenvolvimento dessas doenças. 

Com o advento de computadores poderosos, melhores programas de modelamento e uma enxurrada de dados biomédicos brutos, pesquisadores estão antecipando um salto adiante em suas capacidades de decifrar a intricada dinâmica envolvida em doenças humanas. Agora, de acordo com uma nova análise publicada online nesta semana em Science Translational Medicine, essas capacidades computacionais estão começando a aparecer. Na verdade, de acordo com uma declaração de Raymond Winslow, diretor do Instituto Johns Hopkins de Medicina Computacional e coautor da análise, “a área explodiu”.

A medicina e as pesquisas médicas se concentram principalmente em pequenas especialidades e estudos isolados. Mas o corpo é um sistema completo – não um monte de grupos de órgãos isolados – e está em constante interação com um ambiente mais vasto, incluindo poluentes, toxinas e outros estressantes. As interações resultantes não funcionam em uma única direção; ao contrário, nós aprendemos que existem loops de pós e de retroalimentação, além de influências recíprocas em nível celular, genético e molecular. É nesse sentido que avanços em medicina computacional devem realizar uma grande contribuição. “A medicina computacional pode nos ajudar a ver como as peças do quebra-cabeça se encaixam para nos dar uma imagem mais holística”, explicou Winslow. “Podemos não ter conseguir todas as peças que faltam, mas conseguiremos ter uma visão muito mais clara do que provoca as doenças e de como tratá-las”.

Modelos que comparam a expressão gênica de diferentes pacientes já ajudaram a determinar diferentes taxas de câncer de próstata, prever respostas de pacientes ao tratamento do câncer de mama e a encontrar diferentes tipos de câncer de estômago.

Cientistas também estão aproveitando dados anatômicos mais avançados para modelar órgãos inteiros e suas funções – e disfunções. Usando, por exemplo, imagens de tensores de difusão por ressonância magnética, pesquisadores podem coletar informações detalhadas sobre a anatomia, fibras e estrutura cardíacas. Essa macroestrutura pode ser combinada com outros modelos celulares para obter “detalhes estruturais e biofísicos sem precedentes, incluindo a eletromecânica cardíaca”, observaram os pesquisadores em seu artigo. Com essas informações, cientistas estão aprendendo mais sobre a dinâmica do fluxo sanguíneo, a arritmia e ataques cardíacos. Esses novos modelos agora estão começando beneficiar pacientes individuais ao ajudá-los a escolher tratamentos mais adequados.

Algoritmos de mapas cerebrais detalhados da medicina computacional já foram usados para desenvolver um aplicativo para iPad que ajuda os médicos a definir os locais e as intensidades para estimulação cerebral profunda.

Esses modelos, porém, também precisam ser frequentemente confrontados com dados do mundo real e ajustados. É cada vez maior o número de pesquisadores capacitados para lidar com essa empreitada interdisciplinar, o que já foi incomum. “Há uma nova comunidade sendo treinada em matemática, ciência da computação e engenharia, e que também está recebendo treinamento em biologia”, apontou Winslow. “Isso lhes permite trazer uma perspectiva completamente nova para o diagnóstico e tratamento médico”.

A miríade de aplicações para as abordagens da medicina computacional está apenas começando a ser explorada, destacaram os pesquisadores. “Conforme ganhamos confiança na capacidade de previsão dos modelos computacionais sobre processos biológicos humanos, eles ajudarão a nos guiar pelo complexo terreno das doenças e a propor métodos mais eficazes e confiáveis para o diagnóstico das doenças, estratificação de riscos e terapia”, escreveram os pesquisadores. “Estamos em um momento muito empolgante da medicina”.

Video mostra  Modelo cardíaco eletromecânico de alta resolução; cortesia de N. Trayanova; Link para o  vídeo: http://bcove.me/9odgg7ci

sitesciam06nov2012
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