Introducción y objetivos

La colitis ulcerosa y la enfermedad de Crohn son las principales manifestaciones de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII), caracterizada por inflamación de la mucosa intestinal, hemorragia rectal, diarrea y dolor abdominal. Aunque la colitis ulcerosa es mucho más frecuente que la enfermedad de Crohn, la superposición de características clínicas entre las 2 formas puede llevar a confusión. Existen diferencias (factores de riesgo, espectro de variabilidad, predisposición genética, características histológicas y criterios endoscópicos), que ayudan a los clínicos desde el punto de vista diagnóstico. La etiología de la EII no ha sido completamente aclarada, pero los avances en la investigación sugieren que algunos individuos con predisposición genética presentan un desequilibrio de la reacción inmunitaria de la mucosa a las bacterias que normalmente residen en el colon, lo que motiva inflamación intestinal.

La endoscopía y la histología tienen un papel fundamental para el diagnóstico y tratamiento de la EII, y para descartar la presencia de cáncer colorrectal. La introducción de la inteligencia artificial (IA) en el proceso de diagnóstico y tratamiento de la EII ha significado un avance en el cuidado de los pacientes. La IA tiene la capacidad de analizar enormes cantidades de datos intrincados a una velocidad marcadamente superior a la capacidad humana. La IA puede identificar patrones sutiles que podrían no ser identificables en un simple análisis, y permitiría la evaluación meticulosa y no sesgada de los datos disponibles. En la EII, la IA tiene el potencial de ser incorporada en un amplio espectro de situaciones, que abarcan la interpretación de imágenes endoscópicas, la estimación de la extensión y gravedad de la enfermedad, la diferenciación con el cáncer de colon, el pronóstico y la respuesta al tratamiento.

Esta revisión tiene por objetivo profundizar en el análisis del papel de la IA en el diagnóstico y tratamiento de los pacientes con colitis ulcerosa.

Métodos

Se trata de una revisión narrativa, no sistemática, de la bibliografía sobre colitis ulcerosa e inteligencia artificial. Se buscó en las bases de datos PubMed y Scopus, y fueron incluidos estudios publicados hasta febrero de 2024.

Abordajes diagnósticos modernos en la colitis ulcerosa

Los pacientes con colitis ulcerosa pueden experimentar evolución hacia la progresión proximal de la enfermedad y la pancolitis, con alteraciones estructurales y funcionales que llevan a discapacidad y al deterioro de la calidad de vida. Aun las formas leves de la colitis ulcerosa conllevan riesgo aumentado de cáncer de colon.

Europa del Norte y América del Norte muestran las incidencias más altas (entre 9 y 20 casos/100 000 personas-años) y las prevalencias más elevadas (156 a 291 casos/100 000 personas) de colitis ulcerosa. Los valores tienden a ser más altos en países industriales desarrollados. La incidencia de la enfermedad es más baja en Oriente y en el hemisferio Sur.

Para el diagnóstico es necesaria la conjunción de la historia clínica personal y familiar, el examen físico, la evaluación endoscópica con biopsia, el examen histopatológico, los cambios radiológicos y los parámetros bioquímicos. La endoscopía es crucial para el diagnóstico diferencial, para conocer la localización precisa de las lesiones y para visualizar el grado de inflamación. Los avances en las técnicas endoscópicas y los análisis histológicos modernos tienen el potencial de mejorar el pronóstico y los resultados terapéuticos, aunque dependen de las capacidades del operador. Un estudio refirió una concordancia interoperador de solo 0.47.

Alcances de la IA: Diagnóstico de la colitis ulcerosa

La IA consiste en algoritmos informáticos capaces de aprender, de resolver problemas y de tomar decisiones. En gastroenterología, la IA ha mostrado un desempeño superior al de los endoscopistas. La red neural artificial (RNA) simula la estructura del cerebro humana, y asiste a la IA para permitir la toma de decisiones. El aprendizaje automatizado y el aprendizaje profundo representan otros avances importantes para la IA, al permitir la deducción de patrones en el análisis de datos masivos.

El papel de la IA en la endoscopía gastroenterológica circula por 2 carriles: identificación de lesiones y caracterización de estas lesiones mediante detección y diagnóstico asistidos por computadora (DDAC). Los sistemas de puntaje endoscópicos desarrollados en los últimos años tienen la desventaja de ser complejos para el uso clínico, con amplia variabilidad interobservador. Los sistemas de puntaje con auxilio de la IA ofrecen la ventaja de disminuir las discrepancias y de aumentar la confiabilidad y exactitud de los diagnósticos. Otro aspecto de la IA es el desarrollo de RNA, que pueden evaluar la actividad de la colitis ulcerosa y su remisión solo por análisis endoscópico, sin necesidad de una biopsia.

La predicción de biomarcadores por técnicas computacionales ha sido explorada con los métodos de análisis estadístico LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operators) y RF (Random Forest). A través de estas técnicas se han podido identificar 5 genes (DUOX2, DMBT1, CYP2B7P, PITX2 y DEFB1), útiles como marcadores diagnósticos de la colitis ulcerosa.

Alcances de la IA: Tratamiento de la colitis ulcerosa

La percepción de las metas de tratamiento de la colitis ulcerosa ha variado sensiblemente con la incorporación de la IA. Los criterios MUSICAL Healing ([MH], MUSICAL es un acrónimo de Mucosal, Ulcer, Symptoms, Inflammation, Clinical) han surgido como un conjunto de criterios clínicos y endoscópicos útiles para evaluar la actividad de la colitis ulcerosa y para orientar el tratamiento. Los criterios MH se asocian con menor riesgo de complicaciones, de cáncer, de cirugía y de recaídas. La fusión de varias técnicas ómicas en una red de IA ofrece un gran potencial para la integración de datos y para dilucidar las vías que participan en la patogénesis de la EII, con relevancia terapéutica para el paciente individual.

El infliximab es un tratamiento inmunomodulador de primera línea para la colitis ulcerosa, pero alrededor de un tercio de los pacientes no responden a él. La IA puede ayudar a caracterizar los genes del paciente y encontrar patrones de respondedor o de no respondedor. La IA se ha utilizado también para generar algoritmos para diferentes alternativas terapéuticas, como el vedolizumab, los corticoides, los inhibidores MAPK y el doramapimod.

Alcances de la IA: Papel en el posoperatorio

Los pacientes con colitis ulcerosa tienen alto riesgo de complicaciones posoperatorias luego de una colectomía total. La IA ayuda a los investigadores a predecir la tasa de complicaciones posquirúrgicas en los pacientes de alto riesgo. Los estudios han mostrado que el bajo valor preoperatorio de albúmina plasmática, la internación > 4 días, la temperatura > 37.5°C y más de una transfusión se asocian con riesgo aumentado de complicaciones infecciosas.

Alcances de la IA: Limitaciones

Los algoritmos generados por las redes neurales y por la IA presentan algunas limitaciones para ser generalizables, como sesgos de selección y sesgos de espectro. Los autores ponen énfasis en la necesidad de datos multicéntricos, obtenidos de estudios prospectivos, y en la validación externa de los algoritmos. La presencia de datos irrelevantes o los datos faltantes pueden comprometer seriamente la validez de un algoritmo.

Discusión

La colitis ulcerosa implica una importante carga de morbilidad para los individuos afectados, compromete su calidad de vida y, eventualmente, puede conducir a la muerte. La evaluación endoscópica sigue siendo el método preferido para el diagnóstico, aunque la variabilidad interobservador disminuye la exactitud del método.

La introducción de la IA en la práctica clínica ha revolucionado el diagnóstico y el tratamiento de la colitis ulcerosa, al disminuir la variabilidad interobservador, y al haber introducido cambios en el paradigma diagnóstico, como los criterios MH, los algoritmos de aprendizaje profundo y el abordaje multiómico.

En conclusión, la introducción de la IA representa un importante avance en el diagnóstico y tratamiento de la colitis ulcerosa.