La irrupción de la COVID-19 ha colocado la ciencia en el lugar que le corresponde en términos de utilidad para el bienestar y la salud de las personas. La sociedad demanda respuestas con base científica que sean fiables y que puedan orientar las decisiones que se tomen en la gestión de la pandemia y mayor inversión en ciencia que refuerce el sistema de salud del que todos nos beneficiamos directa e inmediatamente.
El impacto de los avances científicos en ciencias biomédicas sobre nuestra salud y calidad de vida es innegable. Estas disciplinas contribuyen al conocimiento, diagnóstico y tratamiento de las enfermedades, e incluso a su erradicación en algunos casos. Sin embargo, existen otras áreas de conocimiento que, sin ser ciencias biomédicas o ciencias de la salud, también contribuyen de forma directa al progreso de la sanidad.
La estadística
La estadística ha mostrado ser una valiosa herramienta para la toma de decisiones en el ámbito de la medicina y la salud. Permite el análisis de grandes conjuntos de datos para investigar la relación entre posibles factores de riesgo y determinadas patologías, predecir el avance de una epidemia, prevenir el contagio, personalizar los tratamientos de los pacientes, etc.
En particular, las técnicas de modelización estocástica (del griego stockhastikós, relativo al azar) abren un amplio abanico de posibilidades en la investigación médica. Muchos de los fenómenos de interés en el campo de la salud tienen carácter aleatorio y, por tanto, requieren para su descripción el uso de este tipo de modelos.
Por ejemplo, la utilización de modelos estocásticos para describir el crecimiento de ciertos tumores permite incorporar el efecto de la respuesta inmunológica interna del paciente. Pero también los efectos de otros factores externos como la terapia recibida, jugando así un importante papel en el control de dicho crecimiento.
El uso de modelos estocásticos en epidemiología –aunque es frecuente el empleo de modelos matemáticos determinísticos– proporciona una representación más realista de los patrones que sigue la propagación de ciertas enfermedades infecciosas.
Estas herramientas estadísticas permiten estimar, por ejemplo, la probabilidad de que la enfermedad se extinga en un plazo determinado, la probabilidad de un nuevo brote o la duración esperada de la epidemia, información que puede ser crucial para nuestra salud. Al fin y al cabo, como afirmó William Osler, “la medicina es una ciencia de la incertidumbre y un arte de la probabilidad”.
La mecánica de fluidos
En esta ciencia física encontramos otra prueba de la relación directa entre disciplinas no biosanitarias y la salud. Por ejemplo, el conocimiento profundo del movimiento del líquido cefalorraquídeo (LCR) en el canal espinal permitirá elaborar procedimientos de administración de medicamentos en la zona lumbar comúnmente utilizados en el tratamiento de diferentes patologías, como el cáncer, o para paliar dolor crónico.
Hasta la fecha se desconocen los mecanismos que establecen el movimiento de recirculación observado en el canal espinal mediante imágenes de escáner y de resonancia magnética nuclear. Un estudio realizado por el Grupo de Mecánica de Fluidos de la Universidad de Jaén ha permitido caracterizar el movimiento del LCR. Para ello, hemos considerado:
Que las paredes que lo confinan son elásticas.
Que se produce un acoplamiento entre el movimiento de las paredes de la médula espinal y el movimiento del líquido que se encuentra entre la membrana que cubre la médula espinal y la médula misma, inducido por el movimiento pulsante en los ventrículos cerebrales.
El trabajo demuestra la coexistencia de un movimiento oscilatorio de gran amplitud (derivado del ciclo cardíaco) y uno estacionario de menor amplitud, responsable del transporte de medicamentos en la médula.
Los resultados de nuestra investigación permitirán determinar el tiempo de actuación de un medicamento o la dosis necesaria para cada paciente. Se reduce así el riesgo de sobredosis que pueden provocar daños nerviosos crónicos o consecuencias derivadas de una dosificación insuficiente.
La mineralogía
A priori, la mineralogía y la salud no parecen tener mucho en común. Sin embargo, minerales pertenecientes a los grupos de óxidos, hidróxidos, cloruros, sulfatos, fosfatos, carbonatos y silicatos aparecen en las farmacopeas actuales como potenciales componentes de fármacos.
Los minerales se caracterizan por tener una composición química y una estructura cristalina –la disposición espacial de los átomos– específicas. Estas características son la causa de las propiedades físicas y fisicoquímicas de los minerales de interés en la industria farmacéutica.
Por ejemplo, los minerales de la arcilla han sido utilizados desde la Prehistoria hasta nuestros días con fines terapéuticos. Con un exhaustivo control de requisitos toxicológicos, químicos y físicos, se utilizan en la actualidad como:
Excipientes. Son sustancias presentes en los medicamentos que facilitan la preparación, conservación y administración.
Principios activos. Son las moléculas responsables de la actividad farmacológica.
Hoy en día, estos materiales están presentes en medicamentos para la administración oral (comprimidos, cápsulas y jarabes) o tópica (ungüentos, cremas y emulsiones).
Los minerales de la arcilla tienen una extraordinaria estructura cristalina en láminas apiladas con espacios entre ellas. Esta característica las hace también interesantes para su uso en la liberación controlada de medicamentos. El principio activo, encerrado en la estructura del mineral, se libera a una cierta velocidad y/o en una localización determinada de nuestro organismo durante un período de tiempo específico.
La química orgánica
También la investigación en química orgánica tiene aplicaciones en la salud. En el Grupo de Compuestos de Interés Biológico de la Universidad de Jaén estudiamos un posible tratamiento para la hiperoxaluria primaria, una enfermedad rara que ocasiona daños severos por la acumulación de piedras en los riñones. La sobreproducción de estas piedras se debe a un problema genético como consecuencia del mal funcionamiento de una de las enzimas presentes en el hígado.
Imaginemos el cuerpo humano como una máquina perfectamente organizada que trabaja autónomamente. Los pacientes con esta enfermedad presentan una pequeñísima pieza defectuosa que genera una serie de reacciones en cadena que pueden provocar que la maquinaria deje de funcionar.
Será necesario crear (sintetizar) a los mecánicos (moléculas químicas) para arreglar el desajuste. Cuanto mayor sea el grado de especialización de los mecánicos, mejor podrán hacer su trabajo y menores efectos secundarios presentará el tratamiento. Hemos diseñado una estructura molecular compleja que permite albergar los fármacos en su interior y transportarlos exclusivamente al hígado, donde serán liberados.
La anterior es solo una pequeña representación de la contribución de la ciencia, en la concepción más amplia del término, a nuestra salud. La pandemia originada por SARS-CoV-2 nos ha dejado varios ejemplos de cooperación entre distintas disciplinas en la atención hospitalaria. Son las otras ciencias que, de una u otra forma, velan por nuestro bienestar.