Investigadores del Brigham desarrollan una herramienta automatizada de bajo coste para predecir la ovulación de la mujer

Revisado por Kate Anderton, licenciada en ciencias (editora) 11 dic 2018

Investigadores del Hospital Brigham and Women's están desarrollando una herramienta automatizada y de bajo coste para predecir la ovulación de la mujer y facilitar la planificación familiar. Aprovechando los avances en varias áreas, como la microfluídica, la inteligencia artificial (IA) y la ubicuidad de los teléfonos inteligentes, el equipo ha creado una herramienta de prueba de la ovulación que puede detectar automáticamente patrones de helecho -un marcador de la ovulación- en una muestra de saliva. El equipo evaluó el rendimiento del dispositivo utilizando saliva artificial en el laboratorio y validó los resultados en muestras de saliva humana de seis sujetos, observando una precisión superior al 99% en la predicción eficaz de la ovulación. Los resultados del equipo se publican en Lab on a Chip.

"Antes de poner en marcha este proyecto, no éramos conscientes de que existiera tal necesidad. Cuando el año pasado publicamos una tecnología de análisis de espermatozoides para detectar la infertilidad masculina, se nos acercaron quienes habían leído sobre nuestro trabajo y se preguntaban si podríamos desarrollar un sistema basado en un teléfono inteligente para realizar pruebas de ovulación en casa", explica el autor correspondiente, Hadi Shafiee, doctor e investigador principal de la División de Ingeniería en Medicina y la División Renal de Medicina del BWH. "Nuestro estudio indica que una prueba precisa, automatizada y de bajo coste es realmente posible".

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Los métodos actuales de control de la fertilidad de la mujer suelen ser costosos o subjetivos. Estos métodos incluyen la detección de la ovulación mediante la determinación del nivel de la hormona luteinizante (LH) (un análisis clínico de sangre o una prueba casera de orina), el análisis de la temperatura corporal rectal o basal, la caracterización del moco cervical y el análisis del ferning salival. El ferning salival se refiere al aspecto único de la saliva seca de una mujer que está ovulando: cuando se recoge en un portaobjetos de vidrio, la saliva adquiere una estructura cristalizada que se asemeja a las hojas de un helecho. Aunque es relativamente barato y sencillo, el análisis de helechos salivales es muy subjetivo; cuando lo realiza un consumidor profano, este método es propenso a interpretaciones erróneas.

Para superar este reto, Shafiee y sus colegas desarrollaron un proceso automatizado para detectar ferning en una muestra de saliva. El algoritmo de IA desarrollado se preentrenó con 1,4 millones de imágenes de ImageNet y se volvió a entrenar con más de 1.500 imágenes de ferning salival para poder clasificar las imágenes de saliva en dos categorías: Muestras ovulantes y no ovulantes.

A continuación, el equipo evaluó la capacidad del sistema para diferenciar muestras de saliva humana ovulante y no ovulante de seis sujetos. Las mujeres recogieron y analizaron sus muestras de saliva mediante el sistema celular durante las fases ovulatoria y no ovulatoria de su ciclo menstrual (los resultados se confirmaron mediante un análisis de orina). Para realizar la prueba, la saliva se recogía en un dispositivo de microfluidos, se untaba y se dejaba secar al aire. A continuación, el dispositivo microfluídico con la muestra secada al aire se introdujo en un accesorio óptico impreso en 3D fijado a un teléfono inteligente. A continuación, el software analizó los patrones de helechos, identificando correctamente la ovulación en el 99% de las muestras y la no ovulación en el 100% de las muestras.

"Una de las mayores ventajas de este método es su coste: mientras que los análisis de orina no reutilizables pueden llegar a costar entre 210 y 240 dólares a lo largo de seis meses, nuestro dispositivo representa la posibilidad de comprarlo una sola vez", explica Manoj Kumar Kanakasabapathy, coautor del estudio y ayudante principal de investigación en el laboratorio de Shafiee. "Más allá de la ovulación humana, aquí también hay aplicaciones para la cría de animales e incluso para la enfermedad del ojo seco, que también puede producir patrones similares a los helechos en muestras de la mucosa ocular".

"Uno de los mayores problemas de las pruebas basadas en la saliva, nos dimos cuenta, era que a los usuarios les resulta difícil interpretar los patrones de helecho", dijo Prudhvi Thirumalaraju, otro coautor de este estudio y asistente de investigación senior en el laboratorio de Shafiee. "Nos dimos cuenta de que los avances en IA se pueden poner a buen uso aquí, para ayudar a las personas a obtener resultados objetivos en sus teléfonos inteligentes."

El nuevo sistema adolece de algunas de las mismas limitaciones que las pruebas de ovulación tradicionales, y no puede detectar la ovulación en mujeres con desequilibrio de estrógenos, quistes en los ovarios y las que toman medicamentos para la fertilidad. El tabaquismo o el consumo de alcohol también pueden interferir en una detección precisa. El dispositivo requerirá pruebas adicionales en una población más amplia y la aprobación de la Administración Federal de Medicamentos antes de que pueda comercializarse.