Hace tan solo unos años, el National Cancer Institute de los Estados Unidos de América comisionó a un prestigioso físico teórico para acometer novedosas y rompedoras iniciativas y propuestas en las investigaciones sobre el cáncer. La modelización matemática ha demostrado ser una herramienta muy útil en el estudio de innumerables fenómenos biológicos, y en particular, la modelización del cáncer ha sido y sigue siendo tremendamente útil para comprender muchas propiedades de la dinámica del desarrollo tumoral, como por ejemplo la morfología, la latencia tumoral, la regresión, la angiogénesis, la supresión de la vigilancia del sistema inmune, la invasión, etc. El cáncer es una enfermedad fruto de la proliferación desmedida e incontrolada de células en el tejido de un órgano. La falta de cooperación de las células tumorales surge como resultado de la acumulación de mutaciones que afectan al control de los procesos de división celular, y tiene como consecuencia un proceso de evolución, en el cual los tejidos sanos y cancerígenos compiten por espacio y nutrientes.
 Desde el Grupo de Investigación en Dinámica No Lineal, Teoría del Caos y Sistemas Complejos de la Universidad Rey Juan Carlos se ha comenzado recientemente una nueva línea de investigación en dinámica del cáncer, dentro de lo que algunos llaman "Oncología matemática" o "Física del cáncer". En este contexto, se ha comenzado a trabajar con sistemas dinámicos no lineales, que básicamente son modelos competitivos de varias poblaciones de células sanas, inmunes y cancerígenas donde se ha implementado una novedosa técnica de control de sistemas caóticos mediante la cual se evita la extinción de las células sanas, haciendo imposible que la población total sea de células cancerígenas.
Durante un periodo variable de tiempo, dependiente de las condiciones iniciales, las poblaciones aumentan y disminuyen de forma impredecible hasta que llega un momento en que el tejido sano es plenamente sustituido por el tejido canceroso. El control de este tipo de dinámicas impredecibles, previas al establecimiento de una situación indeseada, requiere de métodos específicos diseñados a tal efecto. En particular, un método novedoso desarrollado en el grupo de Física de la Universidad Rey Juan Carlos en colaboración con el Prof. James A. Yorke, galardonado con el Japan Prize 2003, Profesor distinguido de investigación en Física y Matemáticas de la Universidad de Maryland y Doctor Honoris Causa de la URJC, conocido como el método de Control Parcial (Chaos 22, 047507, 2012), permite controlar la dinámica de un sistema dinámico caótico en presencia de perturbaciones externas usando controles pequeños. El modelo que se usa es relativamente sencillo y pretende captar aspectos esenciales de la dinámica. La metodología usada en estas investigaciones es de naturaleza diferente a la comúnmente aportada por la biología molecular, y se pretende seguir avanzando en la creación de nuevos modelos dinámicos a fin de poder validarlos con datos experimentales y analizar su carácter predictivo. Los resultados de estas investigaciones han sido recientemente publicados en la revista Journal of Theoretical Biology (J. Theor. Biol. 349, 74-81, 2014).
Referencias Bibliográficas:
Álvaro G. López, Juan Sabuco, Jesús M. Seoane, Jorge Duarte, Cristina Januári, and Miguel A.F. Sanjuán. Avoiding healthy cells extinction in a cancer model. J. Theor. Biol. 349, 74-81, 2014.
Juan Sabuco, Miguel A. F. Sanjuan, and James A. Yorke. Dynamics of Partial Control. Chaos 22, 047507, 2012. |
