High-Wavenumber Infrared Spectroscopy of Blood Plasma for Pre-Eclampsia Detection with Machine Learning

Resumo

A detecção precoce da pré-eclâmpsia é desafiadora devido à baixa sensibilidade e especificidade dos métodos clínicos e biomarcadores atuais. Este estudo investiga o potencial da espectroscopia FTIR de alto número de onda (região entre 2800 e 3600 cm−1) como uma abordagem diagnóstica inovadora capaz de fornecer insights bioquímicos abrangentes com preparação mínima da amostra. Amostras de sangue foram coletadas de 33 mulheres grávidas e seus 33 recém-nascidos correspondentes durante a indução ou parto espontâneo. Ao analisar as amostras de plasma sanguíneo seco, identificamos biomarcadores associados aos modos vibracionais de FTIR, incluindo 2853,6 cm−1 (alongamento de CH2 em lipídios), 2873,0 cm−1 (alongamento de CH3 em lipídios e proteínas) e 3279,7 cm−1 (alongamento de O–H relacionado à água e proteínas). A classificação de aprendizado de máquina revelou 76,3% } 3,5% de sensibilidade e 56,1% } 4,4% de especificidade na distinção entre gestantes pré-eclâmpticas e não pré-eclâmpticas, juntamente com 79,0% } 3,5% de sensibilidade e 76,9% } 6,2% de especificidade para recém-nascidos. A precisão geral para classificar todas as gestantes e recém-nascidos foi de 71,8% } 2,5%. Os resultados indicam que a espectroscopia FTIR de alto número de onda pode melhorar o desempenho da classificação quando combinada com outros métodos analíticos. Nossas descobertas sugerem que a investigação de sítios hidrofílicos pode complementar a análise de plasma em ambientes clínicos.