Detection of People Positive to COVID-19 through ATR-FTIR Spectra Analysis of Saliva using Machine Learning / Detección de Personas Positivas a COVID-19 mediante el Análisis de Espectros ATR-FTIR de Muestras de Saliva empleando Machine Learning

ABSTRACT COVID-19 is an infectious disease caused by the SARS-CoV-2 virus. This virus's spread is mainly through droplets released from the nose or mouth of an infected person. Although vaccines have been developed that effectively reduce the effects that this viral infection causes, the most effective method to contain the virus's spread is numerous tests to detect and isolate possible carriers. However, the response time, combined with the cost of actual tests, makes this option impractical. Herein, we compare some machine learning methodologies to propose a reliable strategy to detect people positive to COVID-19, analyzing saliva spectra obtained by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. After analyzing 1275 spectra, with 7 strategies commonly used in machine learning, we concluded that a multivariate linear regression model (MLMR) turns out to be the best option to identify possible infected persons. According to our results, the displacement observed in the region of the amide I of the spectrum, is fundamental and reliable to establish a border from the change in slope that causes this displacement that allows us to characterize the carriers of the virus. Being more agile and cheaper than reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), it could be reliably applied as a preliminary strategy to RT-PCR.

RESUMEN La COVID-19 es una enfermedad infecciosa ocasionada por el virus SARS-CoV-2. La propagación de este virus se produce principalmente a través de gotitas liberadas por la nariz o la boca de una persona infectada. Aunque se han desarrollado vacunas que permiten reducir efectivamente los efectos que esta infección viral provoca, el método más eficaz para contener la propagación del virus son las numerosas pruebas para detectar y aislar los posibles portadores. Sin embargo, el tiempo de respuesta, combinado con el costo de las pruebas reales, hace que esta opción sea poco práctica. Aquí, comparamos algunas metodologías de machine learning para proponer una estrategia confiable para detectar personas positivas a COVID-19 analizando espectros de saliva obtenidos por espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR). Tras analizar 1275 espectros, con 7 estrategias comúnmente empleadas en el área de machine learning, concluimos que un modelo de regresión lineal multivariante (MLMR) resulta ser la mejor opción para identificar posibles infectados. De acuerdo con nuestros resultados, el desplazamiento observado en la región de la amida I del espectro, resulta fundamental y confiable para establecer una frontera a partir del cambio de pendiente que este provoca. Al ser más ágil y económica que la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RT-PCR), podría aplicarse confiablemente como estrategia preliminar a RT-PCR.

Changes in Brain-Derived Neurotrophic Factor by different kind of military training / Cambios en el Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro por diferentes tipos de entrenamiento militar

Abstract Background: Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) serum levels change with age, physical exercise, and neuropsychiatric disorders such as dementia, depression, anxiety, schizophrenia, and bipolar disorder. Military personnel are physically and mental training with an increased risk of developing mental disorders. Objective: The main objective of this study was determinate the BDNF serum levels in four military samples. 132 participants, administrative personnel (control) and three different Special Operations Forces (SOF) groups participated in the study. Methods: A first group of SOFS was on a training course (SOF-TC), second group exposed to 48 hours of operational stress (SOF-48hS) and third group exposed to two-weeks of operational stress (SOF-2wS). The mini interview was conducted and CAPS, and BNF levels were determined by ELISA assays. Results: Differences in age, were evaluated by ANOVA post-hoc Tukey´s. Differences in BNDF levels are evaluated by the Kruskal-Wallis test post hoc Dunn's. Spearman's correlation was used to analyze the relationship between BDNF and age. The SOF-TC had a BDNF elevation in comparison with Control group that could be related to age differences or the physical and mental training.SOF-2wS had decreased BDNF levels in comparison to the other groups that could be related to the psychosocial stress or other mental disorders such as PTSD. That group, 2 participants showed signs of PTSD. Conclusion: BDNF levels are an accurate method for the evaluation of mental health to prevent, diagnose & treat mental disorders in military personnel exposed to operational stress.

Resumen Introducción: Los niveles séricos del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) cambian con la edad, el ejercicio físico y los trastornos neuropsiquiátricos como la demencia, la depresión, la ansiedad, la esquizofrenia y el trastorno bipolar. El personal militar está en formación física y mental con un mayor riesgo de desarrollar trastornos mentales. Objetivo: El objetivo principal de este estudio fue determinar los niveles séricos de BDNF en cuatro muestras militares. Participaron en el estudio 132 individuos entre personal administrativo (control) y tres grupos diferentes de Fuerzas de Operaciones Especiales (SOF). Métodos: Un primer grupo de SOFS estaba en un curso de capacitación (SOF-TC), el segundo grupo expuesto a 48 horas de estrés operativo (SOF-48hS) y el tercer grupo expuesto a dos semanas de estrés operativo (SOF-2wS). Se realizó la minientrevista y se determinaron los niveles de CAPS y BNF mediante ensayos ELISA. Resultados: Las diferencias en edad, se evaluaron mediante ANOVA post hoc de Tukey. Las diferencias en los niveles de BNDF se evalúan mediante la prueba de Dunn post hoc de Kruskal-Wallis. Se utilizó la correlación de Spearman para analizar la relación entre BDNF y la edad. El SOF-TC tuvo una elevación de BDNF en comparación con el grupo control que podría estar relacionado con las diferencias de edad o el entrenamiento físico y mental, tal como PTSD. En ese grupo, dos participantes mostraron signos de PTSD. Conclusión: Los niveles de BDNF son un método preciso para la evaluación de la salud mental para prevenir, diagnosticar y tratar los trastornos mentales en el personal militar expuesto al estrés operativo.

Hepaticoyeyunostomía asistida por Robot vs la técnica abierta en un Hospital de tercer nivel / Robotic-Assisted vs open technique Hepaticojejunostomy in a third level Hospital

Resumen A pesar de la evidencia científica de la seguridad, la eficacia de la cirugía robótica, existen pocas publicaciones en la reparación de la vía biliar. El principal objetivo de este estudio fue evaluar los resultados de la hepaticoyeyunostomía en Y de Roux asistida por robot (HYR) y la hepaticoyeyunostomía en Y de Roux abierta (HYA) en el HCM en el periodo de enero de 2012 a enero de 2019. Este es un estudio retrospectivo se recolectaron los datos sociodemográficos, las principales comorbilidades y se determinó la principal indicación quirúrgica de la hepaticoyeyunostomía; se agruparon según la indicación quirúrgica para comparar el sangrado transoperatorio, tiempo quirúrgico, los días de estancia hospitalaria y morbilidad entre la HYR vs HYA. Se registraron 78 hepaticoyeyunostomías (31 fueron HYR y 47 HYA), la edad promedio fue 55.2 ± 17.7 años predominio del género femenino, la principal comorbilidad fue la hipertensión arterial. La principal indicación quirúrgica de hepaticoyeyunostomía fue la disrupción de vía la biliar, en estos pacientes se encontró menor tiempo quirúrgico, días de hospitalización, y morbilidad en los pacientes sometidos a HYR que los pacientes tratados mediante HYA.

Abstract Despite the scientific evidence of safety, the efficacy of robotic surgery, there are few publications on bile duct repair. The main objective of this study was to evaluate the results of Robotic-assisted Hepaticojejunostomy (RHJ) versus open Hepaticoyejunostomy (OHJ) in the HCM during the period from January 2012 to January 2019. This is a retrospective study, database of patients was collected: sociodemographic data, the main comorbidities, and the main surgical indication of hepaticojejunostomy were determined. They were grouped according to the surgical indication to compare: transoperative bleeding, surgical time, hospital length of stay and morbidity RHJ vs. OHJ. Seventy-eight hepaticojejunostomies were registered (31 RHJ and 47 OHJ), the average age was 55.2 ± 17.7 years, predominantly female, the main comorbidity was arterial hypertension. The main surgical indication of hepaticoyeynostomy was bile duct disruption. Shorter surgical time, days of hospitalization, and morbidity were found in patients undergoing RHJ than patients treated with OHJ.

Epidemiología de los pacientes hospitalizados con COVID-19 en un hospital de tercer nivel / Epidemiology of hospitalized patients with COVID-19 in a tertiary care hospital

Resumen Introducción: COVID-19, causada por el betacoronavirus SARS-CoV-2, ha saturado los sistemas de salud del mundo. Objetivo: Describir las características epidemiológicas de los pacientes atendidos en un hospital de tercer nivel. Métodos: Se realizó una cohorte retrospectiva de pacientes con diagnóstico o sospecha de COVID-19, del 23 de marzo al 31 de julio de 2020. Resultados: En el Hospital Central Militar se hospitalizaron 4401 pacientes, 35 % derechohabientes, 26 % civiles, 28 % militares en activo y solo 11 %, militares retirados. Predominó el sexo masculino, tanto en los pacientes hospitalizados como en los que fallecieron, el grupo O+ y la ausencia de comorbilidades; entre las comorbilidades que se observaron, las principales fueron el sobrepeso y la diabetes. La mediana de edad de los pacientes hospitalizados fue de 49 años, mientras que 62 años fue la edad de quienes fallecieron; las mujeres mayores de 51 años tuvieron mayor riesgo de fallecer. La tasa de letalidad ajustada fue de 18.5 %; 50 % falleció durante los primeros seis días. Conclusiones: En este estudio se lograron identificar las características epidemiológicas y se destacaron las principales comorbilidades en pacientes mexicanos con infección por SARS-CoV-2.

Abstract Introduction: COVID-19, caused by the betacoronavirus SARS-CoV-2, has overwhelmed the world's health systems. Objective: To describe the epidemiological characteristics of patients treated in a tertiary care hospital. Methods: A retrospective cohort study of patients diagnosed with or suspected of having COVID-19 from March 23 to July 31, 2020 was conducted. Results: 4,401 patients were hospitalized at the Central Military Hospital, out of which 35 % were beneficiaries, 26 % civilians, 28 % active military, and only 11%, retired military. Male gender predominated, both in hospitalized patients and in those who died, as well as the O+ group and absence of comorbidities; among the observed comorbidities, the main ones were overweight and diabetes. Hospitalized patients' median age was 49 years, while median age of those who died was 62 years; women older than 51 years had a higher risk of dying. Adjusted case fatality rate was 18.5 %; 50 % died within the first six days. Conclusions: In this study, the epidemiological characteristics and main comorbidities in Mexican patients with SARS-CoV-2 infection were identified.

Caracterización biomolecular mediante microespectroscopía FTIR en la fase de remodelación de la cicatrización en un modelo murino de lesión excisional / Biomolecular characterization by FTIR microspectroscopy in the modeling phase of wound cicatrization in a murine model of excisional injury

La cicatrización de la piel es un proceso complejo y organizado que involucra tres fases: inflamatoria, proliferativa y de remodelación. Es indispensable el análisis de este proceso biomolecularmente para investigar y proponer nuevas estrategias terapéuticas que mejoren la cicatrización o promuevan la regeneración. El objetivo de este proyecto fue analizar histológica y biomolecularmente mediante microespectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (MFTIR) y su función de mapeo bioquímico, muestras de lesiones excisionales de piel, comparando los cambios morfológicos y espectroscópicos entre piel sana y piel cicatrizada. Se estandarizó un modelo de lesión excisional de piel en ratones hembra de la cepa NIH de 8 semanas de edad (n=16), provocando una herida excisional de 1 cm2. Se analizó piel sana (día 0) y cicatrizada (día 15 post-lesión) morfométrica, histológica y biomolecularmente mediante análisis fotográfico, técnica histológica y MFTIR con su función de mapeo. El análisis morfométrico demostró una reducción del área de la herida en un 87,6 % al día 15 post-lesión. Histológicamente, en la piel cicatrizada se evidenció un adelgazamiento de la epidermis y menor celularidad en la dermis, observándose la formación de tejido de granulación y fibras de colágena desorganizadas. Espectroscópicamente, se apreciaron cambios entre los dos grupos de estudio, principalmente en las bandas de lípidos y en la región de proteínas. El cálculo de las áreas bajo la curva y el mapeo bioquímico mostraron menor concentración de queratina y colágena en la piel cicatrizada, así como desorganización de las fibras de colágena. Se demostró la capacidad de la MFTIR para caracterizar de forma precisa los cambios biomoleculares en la cicatrización, entre ellos la cantidad de queratina, colágena, y el depósito y ordenamiento de las fibras de colágena asociadas a su maduración.

The skin cicatrization is a complex and organized process that involves three phases: inflammatory, proliferative, and remodeling. It is essential to analyze this process biomolecularly, in order to investigate and propose new therapeutic strategies that improve the healing or promote regeneration. The objective of this project was to analyze histological and biomolecularly through Fourier Transform infrared microspectroscopy (FTIRM) and its biochemical mapping function, samples of an excisional skin wound, comparing the morphological and spectroscopic changes between healthy skin and scarred skin. An excisional skin wound healing model was standardized using female, NIH strain 8-week-old mice (n = 16), provoking an excisional wound of 1 cm2. Healthy skin (day 0) and scarring skin (day 15 post-injury) were morphometrical, histological, and biomolecularly analyzed by digital picture analysis, histological technique, and FTIRM with its mapping function. The morphometric analysis showed a reduction of the wound area of 87.6 % at day 15 after wound. Histologically, in the scarred skin a thinning of the epidermis was evidenced, besides reduced cellularity in the dermis, granulation tissue formation, and disorganized collagen fibers were observed. Spectroscopically, changes between the study groups were appreciated, mainly in the lipid bands and in the protein region. The calculation of the areas under the curve and the biochemical mapping showed a lower concentration of keratin and collagen in the scarred skin, as well as collagen fibers disorganization. The ability of the FTIRM to accurately characterize biomolecular changes in cicatrization process was demonstrated, such as the amount of keratin, collagen, and the deposition and ordering of the collagen fibers associated with their maturation.