Microscopio boliviano para la detección automática de la tuberculosis

Imagen 1. Microscopio automático diseñado por Rodrigo y Khalil.

La tuberculosis es una enfermedad infecciosa causada principalmente por la bacteria Mycobacterium tuberculosi (bacilo de Koch) que puede afectar los pulmones u otras partes del cuerpo como los ojos, los huesos o el sistema nervioso central. Su presencia ya tiene registro en restos humanos del antiguo Egipto, la India y China. Como resultado del hacinamiento, la desnutrición y las malas prácticas de higiene, la tuberculosis alcanzó su pico de incidencia en el siglo XVIII en Europa Occidental. Conocida en ese entonces como la “peste blanca”, causó la muerte de más de 100 000 personas. Según la Organización Mundial de la Salud, actualmente se encuentra en la lista de las 10 afecciones más mortales, causando el fallecimiento de cerca 1.5 millones de personas por año. La mayor cantidad de muertes ocurre en países en vías de desarrollo de Latinoamérica, Asia y África. Su éxito radica en que es fácilmente contagiosa por vía aérea cuando las personas infectadas tosen, escupen o estornudan.

La forma de detectar esta enfermedad es mediante el estudio de una muestra de esputo, es decir, una secreción o flema producida en varios órganos (pulmones, bronquios, tráquea, faringe, laringe e incluso la boca) que se arroja al toser o escupir. El análisis, denominado baciloscopia, consiste en observar la muestra con un microscopio óptico para determinar la presencia de bacilos (bacterias con forma de barra), particularmente del bacilo de Koch. Para que la detección de estos sea más fácil y rápida, la muestra es usualmente teñida con colorantes específicos que al calentarse atraviesan la pared bacteriana y al enfriarse con agua quedan atrapados en el interior de ciertos tipos de bacterias pintándolas de azul. Desde la semana pasada, gracias a la creación de dos estudiantes de la Universidad Católica Boliviana, determinar la presencia de esta enfermedad es más simple.

Rodrigo Loza y Khalil Nallar, estudiantes de ingeniería biomédica y mecatrónica, respectivamente, desarrollaron un microscopio automático digital que facilita la detección del bacilo de Koch. Los creadores de este equipo comenzaron su trabajo con una visita al Hospital del Tórax de la ciudad de la Paz y se percataron de la falta de instrumental moderno y personal capacitado necesarios para efectuar las pruebas. Trabajando con imágenes obtenidas de la web de muestras de esputo a las que se las había aplicado la técnica con el colorante, los universitarios desarrollaron un algoritmo que de forma automática detecta los bacilos y realiza un conteo de los mismos. Esto mediante el análisis de imágenes y la comparación con patrones de colores. Mientras de forma manual esta tarea puede tomar más de 30 minutos y ser imprecisa, ya que depende de la habilidad de la persona que la realice, el algoritmo permite obtener resultados en tan solo poco minutos e incrementa la sensibilidad de detección hasta en un 90%.

Imagen 2. Detección automática de los bacilos en una muestra de esputo con Tinción de Ziehl-Neelsen.

Rodrigo y Khalil montaron este sistema en un microscopio que cuenta con una cámara digital y cuya platina puede moverse en las tres direcciones (X, Y y Z) accionada por motores. Esto permite realizar un barrido completo de la muestra y así tener mayor área de estudio para la detección y conteo de los bacilos. Además de ser preciso y efectivo, este microscopio digital tiene un bajo costo, por lo que su uso puede ser masificado. Sin duda, esta innovación será clave para ayudar con la detección a tiempo de esta enfermedad.

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