Diagnóstico de la enfermedad de Wilson y sus fenotipos usando inteligencia artificial

Valentina Medici; Anna  Czlonkowska; Tomasz  Litwin; Cecilia  Giulivi

doi:10.54502/msuceva.v3n1a5

Autores/as

Valentina Medici Department of Internal Medicine, Division of Gastroenterology and Hepatology, University of California Davis, Sacramento, CA 95817, USA
Anna Czlonkowska Second Department of Neurology, Institute of Psychiatry and Neurology, 02-957 Warsaw, Poland
Tomasz Litwin Second Department of Neurology, Institute of Psychiatry and Neurology, 02-957 Warsaw, Poland
Cecilia Giulivi Department of Molecular Biosciences, School of Veterinary Medicine, University of California Davis, Davis, CA 95616, USA

DOI:

https://doi.org/10.54502/msuceva.v3n1a5

Palabras clave:

Ciclo de Krebs, ciclo de la urea, cobre, hígado, metabolismo intermediario, mitocondria, red neuronal artificial

Resumen

La EW es causada por las variantes de ATP7B que alteran el eflujo de cobre y provocan una acumulación excesiva de cobre, principalmente en el hígado y el cerebro. El diagnóstico de la EW se ve dificultado por su evolución clínica variable, su aparición, su morbilidad y el tipo de variante ATP7B. Actualmente se diagnostica mediante una combinación de síntomas/signos clínicos, parámetros aberrantes del metabolismo del cobre (por ejemplo, niveles séricos bajos de ceruloplasmina y concentraciones elevadas de cobre urinario y hepático) y cuando están disponibles, a través de pruebas genéticas de mutaciones ATP7B. Dado que el diagnóstico y el tratamiento precoces son clave para obtener resultados favorables, es fundamental identificar a los sujetos antes de la aparición de manifestaciones clínicas manifiestamente perjudiciales. Con este fin, tratamos de mejorar el diagnóstico de la EW mediante algoritmos de redes neuronales artificiales (parte de la inteligencia artificial) integrando los parámetros clínicos y moleculares disponibles. Sorprendentemente, el diagnóstico de la EW se basó en los niveles plasmáticos de glutamato, asparagina, taurina y el cociente de Fischer. Dado que estos aminoácidos están relacionados con los ciclos urea-Krebs, nuestro estudio no sólo subraya el papel central de las mitocondrias hepáticas en la patología de la EW, sino también que la mayoría de los pacientes con EW presentan una disfunción hepática subyacente. Nuestro estudio aporta pruebas novedosas de que la inteligencia artificial utilizada para el análisis integrado de la EW puede dar lugar a un diagnóstico más precoz y a tratamientos mecánicamente relevantes para los pacientes con EW.

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Biografía del autor/a

Valentina Medici, Department of Internal Medicine, Division of Gastroenterology and Hepatology, University of California Davis, Sacramento, CA 95817, USA

Valentina Medici MD, FAASLD Profesora de la Universidad de California Davis. La Dra. Medici se licenció en medicina en la Universidad de Padua, Italia, en 2000, donde también completó su beca de gastroenterología en 2004. Es profesora de la UC Davis desde 2006. Sus intereses de investigación se centran en el metabolismo de los lípidos y la regulación epigenética de la expresión génica en diversas enfermedades hepáticas, como la enfermedad del hígado graso no alcohólico, la enfermedad hepática asociada al alcohol y la enfermedad de Wilson.

Anna Czlonkowska, Second Department of Neurology, Institute of Psychiatry and Neurology, 02-957 Warsaw, Poland

La Prof. Anna Członkowska MD, PhD terminó sus estudios en la Academia de Medicina de Varsovia. Desde 1985, trabaja en el 2º Departamento de Neurología del Instituto de Psiquiatría y Neurología de Varsovia (hasta finales de 2014 como jefa del departamento). Desde hace años también colabora con el Departamento de Farmacología de la Universidad Médica de
Varsovia. Sus principales intereses son: el ictus (epidemiología, tratamiento, rehabilitación), la neuroinmunología (esclerosis múltiple, inmunidad local y sistémica en la neurodegeneración) y la enfermedad de Wilson. Ha superado varias becas de investigación en neuroimmunología y neuropatología (Reino Unido, Alemania, EE.UU.) y ha participado en numerosos estudios clínicos sobre accidentes cerebrovasculares. Ha coordinado en Polonia el Programa Nacional de Prevención y Tratamiento del Ictus y la parte neurológica del Programa Nacional de Prevención y Tratamiento de las Enfermedades Cardiovasculares en los años 1997-2008. Es presidenta de la Sección Cerebrovascular de la Sociedad Neurológica Polaca. Es miembro de la junta directiva de la Sociedad de Accidentes Cerebrovasculares de Europa Central y Oriental, de la que fue presidenta durante cuatro años, organizando varios cursos de formación y congresos sobre accidentes cerebrovasculares en esta región. Durante varios años fue miembro del Consejo de la Sociedad Internacional de Accidentes Cerebrovasculares, la Organización Mundial de Accidentes Cerebrovasculares y la Organización Europea de Accidentes Cerebrovasculares.

Tomasz Litwin, Second Department of Neurology, Institute of Psychiatry and Neurology, 02-957 Warsaw, Poland

Profesor Asociado del Instituto de Psiquiatría y Neurología (IPiN), Varsovia, Polonia. Entre sus intereses de investigación se encuentran: la neurodegeneración; enfermedades neurológicas; neurología clínica; las enfermedades neurodegenerativas; el tratamiento de enfermedades hepáticas, los antioxidantes,
la neuroimagen; las enfermedades cerebrales y la actividad antioxidante. Tomasz Litwin ha contribuido a la investigación en temas como la Enfermedad de Wilson & Distonía. El autor tiene un h-index de 35, es coautor de 105 publicaciones que reciben 5731 citas.

Cecilia Giulivi, Department of Molecular Biosciences, School of Veterinary Medicine, University of California Davis, Davis, CA 95616, USA

Profesora adscrita al Departamento de Biociencias Moleculares. Facultad de Veterinaria de la Universidad de California Davis, EEUU. Los campos de estudio por los que es más conocida son: enzimas; genes y bioquímica. Sus principales temas de investigación son la bioquímica, la mitocondria, el óxido nítrico, la óxido nítrico sintasa y el estrés oxidativo. Sus estudios de Bioquímica se centran principalmente en la citocromo c oxidasa, la proteólisis, la fosforilación oxidativa, la intracelular y la superóxido dismutasa. Su trabajo en la fosforilación oxidativa aborda cuestiones como la partícula submitocondrial, que están relacionadas con campos como la prueba de la oxidasa. Su investigación sobre mitocondrias incluye elementos de endocrinología, ataxia, medicina interna y alelo FMR1. Su investigación sobre el óxido nítrico incorpora elementos de citocromo y ATP sintasa. Cecilia R Giulivi ha investigado el estrés oxidativo en varios campos, incluida la degradación de proteínas y el peróxido de hidrógeno. Su trabajo en el campo del óxido nítrico reúne a familias de la ciencia como la partícula submitocondrial, la enzima y el oxígeno. Su estudio sobre Endocrinología integra preocupaciones de otras disciplinas, como Toxicidad, Ataxia y Alelo, FMR1. Su investigación integra cuestiones de especies reactivas del oxígeno, tirosina y degradación de proteínas en su estudio del estrés oxidativo.

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