Pesquisadores utilizaram um modelo de inteligência artificial de aprendizado profundo para identificar o que eles descrevem como o primeiro biomarcador de estresse crônico que pode ser visto diretamente em imagens médicas padrão. Os resultados serão apresentados na próxima semana na reunião anual da Sociedade Radiológica da América do Norte (RSNA).

O estresse crônico não afeta apenas o humor. Ele pode influenciar tanto a saúde física quanto a mental, contribuindo para problemas como ansiedade, dificuldades para dormir, dor muscular, hipertensão e um sistema imunológico menos eficaz, de acordo com a Associação Americana de Psicologia. Estudos também associaram o estresse contínuo a condições importantes, como doenças cardíacas, depressão e obesidade.

IA mede glândulas adrenais em tomografias computadorizadas de rotina

A autora principal do estudo, Elena Ghotbi, M.D., pesquisadora pós-doutoral na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland, criou e treinou uma ferramenta de aprendizado profundo projetada para calcular o tamanho das glândulas adrenais utilizando tomografias computadorizadas que já haviam sido realizadas.

A cada ano, dezenas de milhões de tomografias de tórax são realizadas apenas nos Estados Unidos.

“Nossa abordagem aproveita dados de imagem amplamente disponíveis e abre a porta para avaliações em larga escala do impacto biológico do estresse crônico em uma variedade de condições utilizando tomografias de tórax existentes”, disse Dr. Ghotbi. “Esse biomarcador orientado por IA tem o potencial de melhorar a estratificação do risco cardiovascular e guiar os cuidados preventivos sem testes adicionais ou radiação.”

Concretizando o fardo do estresse no corpo

O autor sênior Shadpour Demehri, M.D., professor de radiologia na Johns Hopkins, destacou que o estresse crônico é extremamente comum e é algo que muitos adultos experimentam todos os dias.

“Pela primeira vez, podemos ‘ver’ o fardo a longo prazo do estresse dentro do corpo, usando uma tomografia que os pacientes já realizam todos os dias em hospitais por todo o país. Até agora, não tínhamos uma maneira de medir e quantificar os efeitos cumulativos do estresse crônico, além de questionários, marcadores séricos substitutos como inflamação crônica e medição de cortisol, que é muito difícil de obter”, disse Dr. Demehri.

Ao contrário de um único teste de cortisol, que reflete o estresse em um único momento no tempo, o tamanho das glândulas adrenais funciona mais como um indicador de longo prazo do estresse crônico.

Grande coorte multiétnica relaciona imagens, hormônios e carga de estresse

Nesta pesquisa, a equipe analisou informações de 2.842 participantes (idade média de 69,3; 51% mulheres) inscritos no Estudo Multiétnico de Aterosclerose, um grande estudo que combina imagens de tomografias, questionários validados de estresse, medições de cortisol e indicadores de carga alostática – os efeitos fisiológicos e psicológicos cumulativos do estresse crônico no corpo. Como integra dados de imagem, dados bioquímicos e avaliações psicossociais nas mesmas pessoas, esta coorte era especialmente adequada, e provavelmente a única disponível, para criar um marcador baseado em imagem do estresse crônico.

Os investigadores aplicaram seu modelo de aprendizado profundo às tomografias para contornar automaticamente e medir o volume das glândulas adrenais. Eles definiram o Índice de Volume Adrenal (AVI) como o volume adrenal (cm³) dividido pela altura² (m²). Para capturar padrões hormonais, os participantes forneceram saliva com cortisol oito vezes ao dia ao longo de dois dias. A carga alostática foi calculada utilizando índice de massa corporal, creatinina, hemoglobina, albumina, glicose, contagem de glóbulos brancos, frequência cardíaca e pressão arterial.

Índice de Volume Adrenal acompanha estresse, hormônios e risco cardíaco

A equipe então examinou como o AVI se relacionava com cortisol, carga alostática e uma variedade de indicadores de estresse psicossocial, como pontuações de depressão e questionários de estresse percebido. Eles descobriram que o AVI gerado pelo modelo de IA estava alinhado com questionários estabelecidos sobre estresse, com níveis circulantes de cortisol e com eventos cardiovasculares adversos futuros.

Valores mais altos de AVI estavam ligados a maior exposição geral ao cortisol, níveis máximos de cortisol mais altos e carga alostática aumentada. Pessoas que relataram altos níveis de estresse percebido apresentaram AVI mais alto em comparação com aquelas que relataram baixo estresse. O AVI também estava relacionado a uma maior massa do ventrículo esquerdo, uma medida relacionada à estrutura cardíaca. Para cada aumento de 1 cm³/m² no AVI, o risco de insuficiência cardíaca e morte aumentou.

“Com dados de acompanhamento de até 10 anos sobre nossos participantes, conseguimos correlacionar o AVI derivado da IA com resultados clinicamente significativos e relevantes”, disse Dr. Ghotbi. “Este é o primeiro biomarcador de imagem de estresse crônico que foi validado e mostrado ter um impacto independente em um resultado cardiovascular, nomeadamente, insuficiência cardíaca.”

Uma nova forma de quantificar o impacto cumulativo do estresse

“Há mais de três décadas, sabemos que o estresse crônico pode desgastar o corpo em múltiplos sistemas”, disse Teresa E. Seeman, Ph.D., coautora do estudo e professora de epidemiologia da UCLA e uma pesquisadora pioneira em estresse e saúde. “O que torna este trabalho tão empolgante é que liga uma característica de imagem obtida rotineiramente, o volume adrenal, com medidas biológicas e psicológicas de estresse validadas e mostra que ele prevê independentemente um resultado clínico importante. É um verdadeiro avanço na operacionalização do impacto cumulativo do estresse na saúde.”

Dr. Demehri explicou que conectar uma medida simples de imagem com vários marcadores bem estabelecidos de estresse e resultados de doenças cria uma nova abordagem prática para medir o estresse crônico na prática clínica diária.

“A principal importância deste trabalho é que esse biomarcador é obtido a partir de tomografias que são realizadas amplamente nos Estados Unidos por várias razões”, disse Dr. Demehri. “Em segundo lugar, é uma medida fisiologicamente sólida do volume adrenal, que faz parte da cascata fisiológica do estresse crônico.”

Os pesquisadores observaram que este biomarcador de imagem poderia potencialmente ser aplicado a muitas doenças relacionadas ao estresse que afetam comumente adultos de meia-idade e mais velhos.

Outros co-autores são Roham Hadidchi, Seyedhouman Seyedekrami, Quincy A. Hathaway, M.D., Ph.D., Michael Bancks, Nikhil Subhas, Matthew J. Budoff, M.D., David A. Bluemke, M.D., Ph.D., R. Graham Barr e Joao A.C. Lima, M.D.