L’investigador Javier Rivera desenvolupa un algoritme matemàtic per identificar biomarcadors al microbioma intestinal

L'investigador de la Càtedra de la Sida de la UVic-UCC i de l’Institut de Recerca de la Sida (IrsiCaixa) Javier Rivera ha desenvolupat un algoritme matemàtic que permet determinar marcadors microbians en malalties vinculades a alteracions en el microbioma, com ara la malaltia de Crohn o la infecció per VIH. El treball de Rivera, publicat a la revista mSystems de l'American Society for Microbiology, forma part del doctorat que duu a terme a la UVic-UCC. 

Un desequilibri en la quantitat i la tipologia dels trilions de bactèries que habiten el nostre intestí pot influir en el desenvolupament de certes patologies o en la resposta de l’organisme als tractaments. Segons Rivera, existeix un gran interès en determinar el millor mètode per a caracteritzar aquestes alteracions. “Els mètodes actuals analitzen els espècies de bateries una a una, cosa que des del punt de vista matemàtic pot provocar incoherències entre els resultats obtinguts” explica.  

Context matemàtic més rigorós 

Per això el seu algoritme proposa un nou mètode que, fent servir “context matemàtic més rigorós", busca els dos grups de bactèries més relacionats amb una variable d'interès predeterminada per l'investigador, com pot ser una patologia o un marcador d’inflamació. L’algoritme s’ha aplicat a diferents bases de dades, entre les quals en destaca una de formada per 975 persones, on es compara la població intestinal de persones sanes amb la de persones afectades per la malaltia de Crohn. A partir dels resultats obtinguts, Rivera ha pogut determinar dos grups de bactèries, la relació de les quals s’associa a la malaltia, amb millors resultats de classificació que els obtinguts amb mètodes tradicionals.  

Aquest marcador podria ser útil en un futur, per exemple, per simplificar i abaratir les proves de diagnòstic. “Per diagnosticar la malaltia de Crohn cal fer una colonoscòpia, una prova invasiva. Aquest marcador no la substituiria com a mètode de diagnòstic final però es podria usar en el cribratge inicial, de manera que només s’hi sotmetrien les persones amb major probabilitat de patir la malaltia”, explica Rivera. El mètode es podria aplicar a altres patologies que afecten la composició del microbioma, com ara la infecció pel VIH. 

Microbioma i infecció per VIH 

Javier Rivera, llicenciat en Matemàtiques i Màster en Tècniques Estadístiques, forma part de la Càtedra de la Sida i Malalties Relacionades de la UVic-UCC, i dedica el seu doctorat a desenvolupar una nova metodologia per estudiar l’estructura del microbioma intestinal humà en persones amb infecció aguda o crònica per VIH i per modelar aquesta estructura en funció de l’evolució clínica de la infecció.  

La seva tesi es titula Modelos estructurales y dinámicos del microbioma humano, i està codirigida per M. Luz Calle, coordinadora del Grup de Recerca de Bioinformàtica i Estadística Mèdica (BEM) de la UVic-UCC i Marc Noguera-Julian, investigador del grup de Genòmica Microbiana d’IrsiCaixa, que també han contribuit en el desenvolupament de l’algoritme. A més, ha comptat amb la col·laboració del doctor Roger Parets d'IrsiCaixa i els professors Juan José Egozcue, de la Universitat Politècnica de Catalunya, i Vera Pawlowsky, de la Universitat de Girona.