MATEMATICOS CONTRA EL CANCER

Lanusverde
Por el Prof. Alejandro Chitrángulo

MATEMATICOS COMBATIENDO EL CANCER

El cáncer podría acabar convirtiéndose en una enfermedad crónica, de modo similar a como lo es hoy el sida, con el tratamiento adecuado.
Es un cambio de enfoque derivado de entender, de una forma distinta, qué es el tumor: en vez de buscar la causa de la proliferación incontrolada de las células en el fallo de un gen, los biólogos moleculares empiezan a pensar en el cáncer como el resultado de una red de procesos, de un sistema. Y eso, a su vez, da pie a atacar por muchos frentes, tal vez con terapias combinadas y mantenidas.
En la Universidad Internacional Menéndez y Pelayo (UIMP), en Santander. Se encuentra la Escuela de Matemáticas Lluis Santaló que organizada por la Real Sociedad de Matemáticas Española dicta un curso sobre Biología y Matemáticas, llamado: “Las matemáticas en el desarrollo embrionario y el cáncer”. La base de este curso, determina, por extraño que pueda parecer, que el mundo de los seres vivos y el de las llamadas ciencias exactas se aproximan cada vez más. La biología con nuevas herramientas que proporcionan ingentes cantidades de datos, y las matemáticas con desarrollos que ayudan a describir cada vez mejor lo que ocurre en el ámbito de lo impreciso.
Las matemáticas y la biología
En los últimos años las la biología de sistemas “ciencia de la vida” se han transformado, y están empezando a ser, en cierto modo, una ciencia exacta. La genómica y la proteómica, estudian no ya la función de un gen, sino la red de interacciones entre todo un conjunto de genes; las proteínas para las que éstos codifican; e incluso los metabolitos derivados de estas proteínas. Gracias a estas nuevas disciplinas «se ha abierto un mundo nuevo en el estudio de los seres vivos, un universo con una cantidad de datos enorme», comenta Fernando Giráldez catedrático de Biología del Desarrollo de la Universidad Pompeu Fabra y co-director del curso de la UIMP. «Hay que ponerle forma a eso, y las matemáticas son la herramienta para hacerlo. Aspiramos a que las matemáticas sean la herramienta con que se describe la biología. No se trata de que alguien haciendo ecuaciones cure a los enfermos, sino de contribuir a entender cómo funciona la enfermedad. Las cosas no se curan si no se entienden” afirma Giraldez.
Las matemáticas servirían para dar sentido a los datos de que disponen, en cantidades cada vez mayores, los biólogos. Por lo pronto, una de las ideas en parte derivadas de esa puesta en orden matemática es esa de cronificar los tumores. «El cóctel de fármacos empleados en la terapia combinada contra el sida está basado en una idea heterodoxa: no buscar la curación total. Ahora en cáncer se empieza a pensar de forma similar: mantener bajo control el tumor de forma crónica. Ese cambio de enfoque tiene mucho que ver con las matemáticas», explica Miguel Ángel Herrero, Catedrático de Matemática Aplicada de la Universidad Complutense de Madrid y también co-director del curso.

¿Cómo se podría convertir un cáncer en una enfermedad crónica?
Ricard Solé, de la Universidad Pompeu Fabra y conferenciante invitado en el curso de Santander, nos comenta: Para empezar, «hay que abandonar la visión de que el cáncer se debe a que un gen funciona mal, y reemplazarla por la idea de un sistema, de una red de interacciones», dice. Para él, la información relativa a los genes individuales es «como tener las piezas de un puzzle; es útil, pero tenemos que saber cómo se relacionan entre sí». Una vez desplazado el foco de atención desde los genes individuales hasta el sistema completo, aparecen nuevos posibles abordajes terapéuticos. «Antes teníamos una estrategia, en principio buena, de usar un fármaco contra un gen, pero los tumores son como los virus, son sistemas muy flexibles. Son conjuntos de células que ‘hablan’ entre sí, y que juntas superan los obstáculos que les pone el organismo; algo parecido al sida. Por eso el futuro pasa por conocer las redes de interacciones en un tumor», explica Solé. Con esa red en la mano se podrán buscar los ‘talones de Aquiles’ que aparecen en todas las redes, los puntos débiles del sistema, y atacarlos con estrategias múltiples de actuación, una eventual terapia combinada. Para Solé, que compara las redes de interacciones en un cáncer con internet o la red eléctrica, este tipo de mapas estarán disponibles ya dentro de diez o quince años. Por lo pronto, los biólogos de sistemas trabajan, junto con matemáticos y físicos, en hallar la ‘red tumoral mínima’, el menor número de interacciones genéticas que generarían la proliferación incontrolada de una célula.
Pero mientras se intenta desentrañar la maraña de interacciones del ‘sistema cáncer’, las ideas para destruirlo no dejan de ensayarse. El grupo de Solé tiene una basada en la estabilidad de los tumores. Su trabajo parte de considerar el tumor como un sistema que se adapta, y que esa adaptación implica que la célula pierde el control de su genoma. Cuando esto ocurre la célula deja de corregir errores en el ADN de su núcleo, un proceso del todo habitual en las células sanas, y el resultado es una proliferación incontrolada. «Una célula normal dedica gran cantidad de energía a corregir errores de copia», dice Solé. «Cuando la corrección no existe aparece el tumor», añade. La pregunta es: ¿cuántos errores puede ‘tolerar’ el tumor? ¿Y si fuera posible ‘matar de éxito’ a las células cancerosas induciéndolas a tener demasiados errores?

La acumulación de errores en la célula no es algo que pueda mantenerse hasta el infinito, «porque si hay demasiados errores puede ser fatal para el propio tumor, que se hace demasiado inestable». La clave estaría en dar con el límite de inestabilidad del tumor. «Lo bonito es que los modelos matemáticos predicen que este límite tiene que existir», apunta Solé. Su trabajo está de momento en una fase del todo teórica, «pero hay buenas evidencias de que el éxito de algunas terapias se relaciona con que hacen muy inestables a los tumores», declara el investigador catalán.

Tumores en la computadora
Ya hay modelos que predicen bastante bien cómo se comporta el tumor, y permiten predecir dónde están las células tumorales. Esto sirve para indicar, por ejemplo, hasta dónde cortar en el caso de una operación, porque dice si es más o menos probable que haya células tumorales lejos del tumor. También se usan ya modelos a la hora de optimizar los protocolos, para saber cada cuánto dar el fármaco o cuándo ya no es útil. En Estados Unidos se contrata a matemáticos para hacer esto. «En función de la historia pasada del paciente pueden decir si conviene una determinada terapia cada dos días o cada tres. No se trata de que los matemáticos o los ordenadores vayan a suplantar a los oncólogos, sino de, orientar los pasos de los médicos, ayudarles a probar primero lo que pueda funcionar mejor.
Gracias a Dios que existe personas que mantiene intactas sus intenciones de ayudar a la humanidad, a no perder las esperanzas.