El proyecto 'SARS-CoV-2 y otros virus respiratorios en la infancia: diferentes enfoques para definir modelos predictivos para su diagnóstico y evolución epidemiológica' es una propuesta de Clara Prats, investigadora del grupo de investigación de Biología Computacional y Sistemas Complejos (BIOCOM-SC) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), y de Antoni Soriano, médico pediatra, coordinador del proyecto y miembro de la Unidad de Enfermedades Infecciosas y Inmunodeficiencias Pediátricas del Hospital Universitario Vall d'Hebron, de Barcelona.

El equipo de investigación resolverá algunas de las dudas que existen sobre la afectación de la COVID-19 en la infancia. En la primera ola de la pandemia, el hecho de que en la mayoría de países los niños fueran los primeros en confinarse supuso que hubiera muy pocos casos pediátricos y que el conocimiento sobre cómo les afectaba la enfermedad fuera muy limitado. Cuando la población infantil se incorporó a la vida social, los centros de salud comenzaron a recibir pacientes con síntomas respiratorios leves que podían ser casos de COVID-19, pero que también podrían ser causados por algún otro virus respiratorio, como el adenovirus, los rinovirus, el virus respiratorio sincicial (VRS) o el virus de la gripe.

Esta situación plantea un primer conjunto de preguntas que el equipo de investigación quiere abordar: ¿cuáles son los síntomas típicos de la COVID-19 pediátrica? ¿es posible distinguir un potencial caso de COVID-19 de otras infecciones respiratorias? ¿cuáles son las respuestas inmunológicas o los cuadros graves de COVID-19 en los niños? ¿los niños infectados al mismo tiempo por COVID-19 y por otros virus presentan un peor pronóstico?

Además, la llegada del otoño y el invierno introduce nuevas amenazas para la salud de los niños, porque la gripe y el VRS habitualmente evolucionan como picos epidémicos estacionales: en el período noviembre-febrero, se suelen observar dos picos consecutivos de VRS y gripe, con el correspondiente aumento de hospitalizaciones de niños (VRS) y de adultos (gripe). Este año, con las medidas de prevención aplicadas (mascarillas, lavado de manos y distancia social) estos picos no se han observado, pero es un escenario que se puede plantear en un futuro próximo. Por ello, también se analizará si la COVID-19 presentará un pico estacional, una vez terminada la pandemia; si los picos de la gripe y el VRS serán desplazados o afectados por un tercer pico estacional, y cómo las campañas de vacunación modificarán la respuesta epidemiológica de los niños. También se desarrollarán herramientas de vigilancia y vigilancia de predicciones para futuras pandemias.

Para llevar a cabo el proyecto, desde atención primaria se realizarán pruebas antigénicas sistemáticas a fin de proporcionar datos epidemiológicos, inmunológicos y virológicos, y también se suministrará información sobre aspectos sintomatológicos. Los especialistas de los hospitales se centrarán en la caracterización de un conjunto de pacientes representativos, así como en el estudio de casos graves. El equipo de investigación del BIOCOM-SC llevará a cabo el análisis de datos y de la dinámica epidemiológica, así como modelos epidemiológicos con diferentes técnicas y enfoques.

La base de este proyecto es el refuerzo de COPEDI-CAT, una red de más de 140 pediatras de todo el territorio catalán, tanto de atención primaria como de hospitales, que da cobertura a más del 20% de la población pediátrica. Cuenta también con la participación de la Agencia de Calidad y Evaluación Sanitarias de Cataluña (AQuAS) y de los departamentos de Microbiología e Inmunología del Hospital Universitario Vall d'Hebron.

IA para identificar síntomas persistentes de la COVID-19
Entre un 40 y un 60% de las personas ingresadas en la UCI por la COVID-19 presentan problemas neurológicos: dolor de cabeza, mareos, pérdida del olfato, crisis epilépticas, entre otros. También se ha observado que pacientes con casos graves de COVID-19 tienen dificultades y alteraciones cognitivas, tales como falta de atención, dificultades para organizarse o encontrar la palabra adecuada al hablar, o la sensación de tener un pensamiento más lento. Incluso pacientes que han sufrido la enfermedad de forma leve presentan alteraciones cognitivas. De hecho, se calcula que un 10 % de las personas que han sufrido la enfermedad presenta secuelas, lo que se denomina COVID persistente.

Con el proyecto 'Cognición, emoción / conducta, funcionalidad y conectividad cerebral en pacientes recuperados de la Covidien-19' (NAUTILUS), el equipo de investigación se marca como objetivo desarrollar una plataforma de inteligencia artificial para identificar, predecir e intervenir sobre los síntomas persistentes en las personas que han sufrido la enfermedad. Así, el equipo estudiará las afectaciones cognitivas, emocionales, funcionales y de conectividad cerebral producidas por el virus e identificará los factores determinantes que llevan a algunos pacientes a sufrir síntomas persistentes, a partir de modelos predictivos basados en el aprendizaje automático. Además, se creará una plataforma digital donde se incorporarán diferentes empresas que puedan dar solución a las necesidades de tratamiento de las personas que sufren COVID persistente.

La iniciativa está liderada por la doctora Maite Garolera, del grupo de investigación Cerebro Cognición y Conducta de la Fundación Joan Costa Roma - Consorcio Sanitario de Terrassa (C3-SCT), y cuenta con la participación de Ulises Cortés, Cristian Barrué y Javier Béjar, investigadores del Departamento de Ciencias de la Computación de la UPC y del Intelligent Data Science and Artificial Intelligence Research Center (IDEAl-UPC), y de Bárbara Segura, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la Universidad de Barcelona (UB). También participan los equipos de neuropsicología de 22 hospitales públicos de Cataluña.

Predecir y monitorizar los casos de neumonía grave
El proyecto 'Monitorización del patrón respiratorio de los pacientes con neumonía grave por COVID-19 mediante un nuevo dispositivo no invasivo' propone estudiar el patrón respiratorio de pacientes ingresados por neumonía grave derivada de la COVID-19 y detectar un empeoramiento precoz antes de que requieran ventilación mecánica. Se trata de una propuesta de Beatriz F. Giraldo, profesora del Departamento de Ingeniería de Sistemas e Informática Industrial de la UPC e investigadora del grupo de Procesamiento e Interpretación de Señales Biomédicas (BIOSPIN) del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), y de Arantxa Mas coordinadora del proyecto y miembro del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y del Consorcio Sanitario Integral (CSI). El equipo de investigación del proyecto, liderado desde el IBEC, está formado por Jordi Solà y Daniel Romero, también profesores del mismo Departamento de la UPC e investigadores del IBEC.

El equipo de investigación quiere estudiar cómo evoluciona el patrón respiratorio de los pacientes, así como los cambios en la temperatura alrededor de la boca y la nariz durante la respiración (inspiración-espiración) en pacientes con oxigenoterapia, la etapa previa a la asistencia mediante ventilación mecánica. Se establecerán, así, biomarcadores respiratorios como predictores dinámicos de la evolución de pacientes con COVID-19. La detección precoz del deterioro de la función pulmonar puede contribuir al diagnóstico y al tratamiento de estos pacientes en etapas más tempranas de la enfermedad, y poder evitar así la conexión a un ventilador mecánico, y analizar la evolución, especialmente en pacientes persistentes.

Otros dos proyectos del IBEC –centro de investigación vinculado a la UPC– también recibirán financiación por parte de 'La Marató': el proyecto SYSTORG, liderado por la investigadora ICREA Núria Montserrat, explorará las condiciones que desencadenan casos graves de COVID-19, para profundizar en la comprensión de la enfermedad y de posibles soluciones terapéuticas; y el proyecto CoRespirOmics, liderado por la Fundación Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas y con la participación de Santiago Marco, investigador en el IBEC y profesor de la Universidad de Barcelona (UB), estudiará cómo mejorar los procesos de atención al paciente y determinar qué intervenciones pueden mejorar su estado.