El projecte ‘SARS-CoV-2 i altres virus respiratoris en la infància: diferents enfocaments per definir models predictius per al seu diagnòstic i evolució epidemiològica’ és una proposta de Clara Prats, investigadora del grup de recerca de Biologia Computacional i Sistemes Complexos (BIOCOM-SC) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), i d’Antoni Soriano, metge pediatra, coordinador del projecte i membre de la Unitat de Malalties Infeccioses i Immunodeficiències Pediàtriques de l'Hospital Universitari Vall d'Hebron, de Barcelona.

L’equip d’investigació resoldrà alguns dels dubtes que existeixen sobre l’afectació de la COVID-19 en la infància. En la primera onada de la pandèmia, el fet que a la majoria de països els nens fossin els primers a confinar-se va suposar que hi hagués molt pocs casos pediàtrics i que el coneixement sobre com els afectava la malaltia fos molt limitat. Un cop la població infantil es va incorporar a la vida social, els centres de salut van començar a rebre pacients amb símptomes respiratoris lleus que podien ser casos de COVID-19, però que també podrien ser causats per algun altre virus respiratori, com l’adenovirus, els rinovirus, el virus respiratori sincicial (VRS) o el virus de la grip.

Aquesta situació planteja un primer conjunt de preguntes que l’equip d’investigació vol abordar, com ara: quins són els símptomes típics de la COVID-19 pediàtrica? És possible distingir un potencial cas de COVID-19 d'altres infeccions respiratòries? Quines són les respostes immunològiques o els quadres greus de COVID-19 en els nens? Els nens infectats al mateix temps per COVID-19 i per altres virus presenten un pitjor pronòstic?

A banda, l’arribada de la tardor i l’hivern introdueix noves amenaces per a la salut dels infants, perquè la grip i el VRS habitualment evolucionen com a pics epidèmics estacionals: en el període novembre-febrer, se solen observar dos pics consecutius de VRS i grip, amb el corresponent augment d'hospitalitzacions d’infants (VRS) i d’adults (grip). Aquest any, amb les mesures de prevenció aplicades (mascaretes, rentat de mans i distància social) aquests pics no s’han observat, però és un escenari que es pot plantejar en un futur pròxim. Per això, també s’analitzarà si la COVID-19 presentarà un pic estacional, un cop acabada la pandèmia; si els pics de la grip i el VRS seran desplaçats o afectats per un tercer pic estacional, i com les campanyes de vacunació modificaran la resposta epidemiològica dels nens. També es desenvoluparan eines de vigilància i vigilància de prediccions per a futures pandèmies.

Per portar a terme el projecte, des d’atenció primària es realitzaran proves antigèniques sistemàtiques a fi de proporcionar dades epidemiològiques, immunològiques i virològiques, i també se subministrarà informació sobre aspectes simptomatològics. Els especialistes dels hospitals se centraran en la caracterització d’un conjunt de pacients representatius, així com en l’estudi de casos greus. L’equip d’investigació del BIOCOM-SC durà a terme l’anàlisi de dades i de la dinàmica epidemiològica, així com models epidemiològics amb diferents tècniques i enfocaments.

La base d’aquest projecte és el reforç de COPEDI-CAT, una xarxa de més de 140 pediatres d’arreu del territori català, tant d’atenció primària com d’hospitals, que dona cobertura a més del 20% de la població pediàtrica. Compta també amb la participació de l’Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries de Catalunya (AQuAS) i dels departaments de Microbiologia i Immunologia de l’Hospital Universitari Vall d’Hebron.

IA per identificar símptomes persistents de la COVID-19
Entre un 40 i un 60 % de les persones ingressades a l’UCI per la COVID-19 presenten problemes neurològics: mal de cap, marejos, pèrdua de l’olfacte, crisis epilèptiques, entre d’altres. També s’ha observat que pacients amb casos greus de COVID-19 tenen dificultats i alteracions cognitives, com ara manca d’atenció, dificultats per organitzar-se o trobar la paraula adequada en parlar, o la sensació de tenir un pensament més lent. Fins i tot pacients que han patit la malaltia de forma lleu presenten alteracions cognitives. De fet, es calcula que un 10 % de les persones que han patit la malaltia presenta seqüeles, el que es denomina COVID persistent.

Amb el projecte ‘Cognició, emoció/conducta, funcionalitat i connectivitat cerebral en pacients recuperats de la COVID-19 (NAUTILUS), l’equip d’investigació es marca com a objectiu desenvolupar una plataforma d’intel·ligència artificial per identificar, predir i intervenir sobre els símptomes persistents en les persones que han patit la COVID-19. Així, l’equip estudiarà les afectacions cognitives, emocionals, funcionals i de connectivitat cerebral produïdes per la malaltia i identificarà els factors determinants que fan que alguns pacients pateixin símptomes persistents, a partir de models predictius basats en l’aprenentatge automàtic. A més, es crearà una plataforma digital on s’incorporaran diferents empreses que puguin donar solució a les necessitats de tractament de les persones que pateixen COVID-19 persistent.

La iniciativa està liderada per la doctora Maite Garolera, del grup de recerca Cervell Cognició i Conducta de la Fundació Joan Costa Roma - Consorci Sanitari de Terrassa (C3-SCT), i compta amb la participació d’Ulises Cortés, Cristian Barrué i Javier Béjar, investigadors del Departament de Ciències de la Computació de la UPC i de l’Intelligent Data Science and Artificial Intelligence Research Center (IDEAI-UPC), i de Bàrbara Segura, de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la Universitat de Barcelona (UB). També hi participen els equips de neuropsicologia de 22 hospitals públics de Catalunya.

Predir i monitorar els casos de pneumònia greu
El projecte ‘Monitorització del patró respiratori dels pacients amb pneumònia greu per COVID-19 mitjançant un nou dispositiu no invasiu’ proposa estudiar el patró respiratori de pacients ingressats per pneumònia greu derivada de la COVID-9 i detectar un empitjorament precoç abans que requereixin ventilació mecànica. Es tracta d’una proposta de Beatriz F. Giraldo, professora del Departament d’Enginyeria de Sistemes i Informàtica Industrial de la UPC i investigadora del grup de Processament i Interpretació de Senyals Biomèdiques (BIOSPIN) de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), i d’Arantxa Mas, coordinadora del projecte i membre de l’Institut d'Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) i del Consorci Sanitari Integral (CSI). L’equip d’investigació del projecte, liderat des de l’IBEC, està format per Jordi Solà i Daniel Romero, també professors del mateix Departament de la UPC i investigadors de l’IBEC.

L’equip d’investigació vol estudiar com evoluciona el patró respiratori dels pacients, així com els canvis en la temperatura al voltant de la boca i el nas durant la respiració (inspiració-espiració) en pacients amb oxigenoteràpia, l’etapa prèvia a l’assistència mitjançant ventilació mecànica. S’establiran, així, biomarcadors respiratoris com a predictors dinàmics de l’evolució de pacients amb COVID-19. La detecció precoç del deteriorament de la funció pulmonar pot contribuir al diagnòstic i al tractament d’aquests pacients en etapes més primerenques de la malaltia i poder evitar, així, la connexió a un ventilador mecànic i analitzar-ne l’evolució, especialment en pacients persistents.

Altres dos projectes de l’IBEC –entitat de recerca vinculada a la UPC– també rebran finançament per part de ‘La Marató’: el projecte SYSTORG, liderat per la investigadora ICREA Núria Montserrat, explorarà les condicions que desencadenen casos greus de COVID-19, per aprofundir en la comprensió de la malaltia i de possibles solucions terapèutiques; i el projecte CoRespirOmics, liderat per la Fundació Institut Hospital del Mar d’Investigacions Mèdiques i amb la participació de Santiago Marco, investigador a l’IBEC i professor de la Universitat de Barcelona (UB), estudiarà com millorar els processos d’atenció al pacient infectats per coronavirus i determinar quines intervencions poden millorar el seu estat.