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CAD4TB, um auxiliar de diagnóstico essencial
CAD4TB, acrónimo para «computer-aided detection for tuberculosis» (deteção assistida por computador para a tuberculose), está aqui para ajudar profissionais de saúde em todo o mundo no diagnóstico de tuberculose ativa, uma doença que ainda apresenta uma elevada incidência, bem como elevadas taxas de mortalidade, particularmente em países pobres. Como funciona o algoritmo CAD4TB? O algoritmo CAD4TB é um código que trabalha com imagens de raio X torácicas póstero-anteriores DICOM de elevada qualidade, de doentes com mais de 16 anos. O algoritmo deteta a forma dos pulmões e avalia a sua textura. Sobrepõe um «mapa de temperatura» sobre as áreas dos pulmões, no qual o azul indica áreas normais e as cores verde/amarelo/laranja/vermelho indicam áreas com probabilidade crescente de anormalidades que se assemelham a tuberculose, ou seja, áreas com texturas anormais potencialmente provocadas por tuberculose ativa. Além de fornecer este mapa de temperatura, o algoritmo gera uma pontuação que indica a probabilidade de tuberculose ativa numa escala de 0 (baixa probabilidade) a 100 (elevada probabilidade). Algoritmo CAD4TB: pontuação baixa. Esquerda: imagem de raios X; direita: mapa de temperatura do algoritmo CAD4TB. Algoritmo CAD4TB: pontuação elevada. Esquerda: imagem de raios X; direita: mapa de temperatura do algoritmo CAD4TB. Uma pontuação CAD4TB elevada é suficiente para diagnosticar tuberculose ativa? Os profissionais de saúde definem um determinado limite para a pontuação; se a pontuação de um doente for mais elevada do que esse valor, tem de ser realizado um teste à expetoração para confirmar o diagnóstico. A pontuação não confirma a doença per se, mas permite que os doentes sejam encaminhados para um diagnóstico definitivo apenas quando existe uma pontuação elevada suspeita, o que ajuda a diminuir os custos do diagnóstico, particularmente quando realizado numa população grande. Por que motivo este algoritmo foi desenvolvido? Os programadores do algoritmo CAD4TB visaram fornecer uma solução rápida e fácil para detetar tuberculose. Desde a sua conceção, este algoritmo foi planeado para ser utilizado em países de baixo rendimento e em desenvolvimento — aqueles onde a prevalência de tuberculose é mais elevada. A Organização Mundial da Saúde (OMS) já tinha recomendado os raios X como um método sistemático para rastreio da tuberculose, dados os seus custos operacionais baixos e resultados rápidos; no entanto, apesar destes benefícios em termos de custos/velocidade, continua a ser necessário conhecimento especializado para interpretar as imagens de raios X propriamente ditas. É aqui que o algoritmo CAD4TB desempenha um papel importante: assinala automaticamente potenciais casos positivos de tuberculose ativa, e esses casos suspeitos podem ser confirmados remotamente por especialistas em qualquer parte do mundo (graças a uma tecnologia baseada em cloud designada por CAD4TBcloud). Quem desenvolveu este algoritmo? O software CAD4TB foi desenvolvido pelo Diagnostic Image Analysis Group (um grupo que pertence aos Departamentos de Radiologia e Medicina Nuclear, Patologia e Oftalmologia do Centro Médico da Universidade de Radboud, Países Baixos) e pela Delft Imaging Systems (uma empresa especializada no desenvolvimento de dispositivos de imagiologia de diagnóstico com sede em Veenendaal, Países Baixos). Os direitos de distribuição exclusivos estão licenciados à Delft Imaging Systems. O desenvolvimento adicional deste algoritmo é agora realizado pela Thirona, uma empresa spin off com origem no Diagnostic Image Analysis Group. Para o seu desenvolvimento, este sistema utilizou aprendizagem automatizada para aprender a partir de imagens interpretadas manualmente e também recebeu contribuições de especialistas dos pulmões de renome de todo o mundo. Tuberculose A tuberculose é ainda uma doença que provoca um elevado impacto em termos económicos e sociais. De acordo com o último relatório da OMS sobre a tuberculose, esta doença infetou cerca de 10 milhões de pessoas em 2017 e é uma das principais causas de morte.
Estrutura do ácido fosfatídico
A estrutura do ácido fosfatídico é muito simples; na verdade, trata-se do diacilglicerofosfolípido mais simples. É composto por uma estrutura base de glicerol ligada a um grupo fosfato e a duas cadeias acilo. Este lípido é responsável por aproximadamente 1-4% dos lípidos totais presentes nas células de qualquer organismo vivo. Um exemplo de uma molécula deste fosfolípido é apresentado na Figura 1 abaixo. Neste caso, contém as cadeias acilo palmitoíl (16:0) e oleíl (18:1). Os ácidos gordos mais comuns encontrados em moléculas de ácido fosfatídico de ocorrência natural são os ácidos palmítico, oleico, esteárico (18:0), linoleico (18:2) e araquidónico (20:4). Figura 1. Estrutura de uma molécula de ácido fosfatídico; a: cadeias acilo; b: estrutura central de glicerol; c: grupo fosfomonoéster; as moléculas de carbono do glicerol estão numeradas a azul. O pequeno tamanho do grupo fosfato da sua cabeça, comparativamente com o tamanho da sua base, confere-lhe uma forma em cunha particular (Figura 2 abaixo) que é muito importante em bicamadas lipídicas. Esta forma é essencial para permitir a formação de curvaturas negativas de bicamadas lipídicas que é crítica para a fusão e fissão de porções de membranas ou organelas inteiras (p. ex. membrana plasmática ou complexo de Golgi), bem como para vários processos bioquímicos que ocorrem na proximidade de membranas celulares (p. ex. recrutamento de proteínas de sinalização). Figura 2. Forma em cunha de uma molécula de ácido fosfatídico; o pequeno grupo polar é representado a cor de laranja; as linhas em zigzag representam cadeias acilo. O grupo fosfato livre proporciona ao ácido fosfatídico um grupo polar carregado negativamente. Estes lípidos aniónicos são conhecidos por recrutar e anclar moléculas carregadas positivamente. Adicionalmente, o seu grupo fosfomonoéster pode transportar uma ou duas cargas negativas; dentro das células, o pH fisiológico de diferentes situações intracelulares proporcionam as condições para fazer com que o ácido fosfatídico carregue uma ou duas cargas negativas, o que representa uma variável que pode ser utilizada por determinados ambientes celulares para iniciar ou finalizar cascadas de sinalização dependentes do ácido fosfatídico. Leitura adicional: Ferraz-Nogueira JP, Díez-Guerra FJ, Llopis J. Visualization of phosphatidic acid fluctuations in the plasma membrane of living cells. PLoS One. 2014 Jul 15;9(7):e102526. Tanguy E, Kassas N, Vitale N. Protein⁻Phospholipid Interaction Motifs: A Focus on Phosphatidic Acid. Biomolecules. 2018 Apr 23;8(2).