Quais os pares a selecionar para que se realize o maior número possível de transplantes renais em doação cruzada com dadores vivos? A questão originou o trabalho de investigação KEP - New models for enhancing the kidney transplantation process, liderado pelo INESC TEC. Uma ferramenta desenvolvida no âmbito do projeto está a ser utilizada pelo Instituto Português do Sangue e da Transplantação (IPST) e pode significar uma nova esperança para doentes que esperam por um rim.

Algoritmo calcula melhor “casamento” entre dadores e pacientes

Estima-se que em Portugal cerca de 800 mil pessoas sofram de doença renal. Destas, cerca de duas mil aguardam por um transplante, em média entre dois a quatro anos, sendo que os transplantes renais efetuados a partir de dador vivo representam menos de 10 por cento do total de transplantações[1]. Focado nesta problemática, o INESC TEC deu início, juntamente com outras instituições portuguesas, ao projeto KEP, com vista a investigar e desenvolver novos métodos para facilitar e melhorar decisões associadas a transplantes de rim com dadores vivos.

Iniciado em abril de 2012, este trabalho de investigação produziu uma ferramenta especializada de otimização que já é utilizada desde o ano passado pelo IPST, no âmbito do Programa Nacional de Doação Renal Cruzada (PNDRC). O software determina compatibilidades (de sangue e HLA - Antígenos Leucocitários Humanos) entre os dadores e pacientes envolvidos neste plano e posteriormente, tendo em conta as compatibilidades detetadas, seleciona os pares que permitem que seja feito o maior número de transplantes.

O algoritmo foi preparado para calcular soluções que envolvam numa troca um número máximo de pares pré-definido pelo utilizador. Ou seja, “se o utilizador permitir transplantes que incluam no máximo três pares, uma solução em que o dador do par 1 doa um rim ao paciente do par 2; o dador do par 2 ao paciente do par 3 e, finalmente, o dador do par 3 ao paciente do par 1, fechando assim o ciclo, é aceite. No entanto, se for necessário um quarto par para fechar o ciclo, a solução é descartada”, explica Ana Viana, investigadora da Centro de Gestão e Engenharia Industrial (CEGI) do INESC TEC e líder do projeto. É esta componente que torna o problema de difícil resolução. O algoritmo foi ainda programado para considerar transplantes indiretos, que envolvem dadores que não têm qualquer paciente associado, assim como pares dador/paciente, em que o paciente tem vários dadores alternativos.

A ferramenta está disponível para todos os hospitais envolvidos no PNDRC que podem, localmente, inserir a informação associada aos seus pares. No entanto, o IPST é a única entidade com privilégio de acesso ao motor de otimização.

Projeto é novo e quase único no mundo

Em 2012, o Prémio Nobel de Economia foi entregue a dois economistas norte-americanos, Alvin Roth e Lloyd Shapley, que desenvolveram estudos sobre mercados, os seus agentes e métodos de otimização de oferta e procura. Tomando como base o algoritmo de Gale-Shapley, ao qual introduziu modificações, Alvin Roth recriou com sucesso os métodos usados por instituições para emparelhar, por exemplo, médicos com hospitais, estudantes com escolas ou doadores de órgãos com pacientes que necessitam de um transplante.

Este foi um dos momentos em que a otimização aplicada à saúde obteve visibilidade mundial, mas o facto é que a área ainda possui muita margem para estudo. Em todo o Mundo, que se tenha conhecimento, apenas o Reino Unido e os Estados Unidos prosseguem investigações em otimização renal cruzada nos mesmos moldes do trabalho que está a ser feito pelo INESC TEC, o que faz do projeto liderado pelo Laboratório Associado quase caso único. “Este é um projeto que tem tido bastante impacto a nível internacional, por um lado porque ainda há muito pouca gente a trabalhar nesta área, por outro por ser algo em que muito rapidamente se vê a sua aplicação”, afirma Ana Viana que reforça a importância do KEP: “as ferramentas de otimização usadas nos países em que temos conhecimento que é usado o mesmo tipo de abordagem (Reino Unido e Estados Unidos) estão ao nível das desenvolvidas neste projeto”.

Além do IPST e da CEGI/INESC TEC (Ana Viana, João Pedro Pedroso, Margarida Carvalho, Nicolau Santos, Xenia Klimentova), fazem parte do projeto o Hospital de S. João (Gerardo Oliveira), a Universidade do Minho (Filipe Alvelos e Abdur Rais), e a Universidade de Lisboa (Miguel Constantino). O projeto termina no final dE 2014.