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Usando modelos matemáticos, el doctor Guillermo Ramírez Santiago, del Instituto de Matemáticas de la Unidad Juriquilla de la UNAM, junto con colegas, trata de construir ecuaciones para predecir cómo será la evolución de los tumores cancerosos.
El médico se ha interesado en la aplicación de las matemáticas, física y ciencias de la computación para resolver problemas de biología y medicina.
“Inicialmente me interesé en hacer una descripción cuantitativa de algunas vías de señalización celular, es decir, tratar de responder algunas preguntas de cómo es que se comunican las células, que puede ser mediante circuitos bioquímicos, o puede ser mediante transporte de carga, como los canales iónicos, o transporte de corrientes, como es el caso de la comunicación de las neuronas.
“He trabajado en colaboración con otros colegas, en particular con el doctor Jorge Velasco, y con un colega del Instituto de Investigación en Matemáticas Aplicadas, que es el doctor Roberto Romero. Hemos tratado, con base en el conocimiento que se tiene de algunos aspectos genéticos de diferentes tipos de cáncer y algunas características que se encuentran tanto a nivel molecular, hemos tratado de construir modelos matemáticos o modelos cuantitativos para tratar de construir ecuaciones (para ver) cómo es la evolución de un tumor de cáncer”, detalló.
Asegura que los “modelos matemáticos son complicados porque involucran diferentes escalas, tanto de longitud como de tiempo, porque para tratar de elaborar un modelo cuantitativo de cáncer tenemos que considerar desde el punto de vista molecular y genético, hasta el tamaño a nivel de órganos. En ese sentido es un problema muy difícil que involucra multiescalas, tanto en el tiempo como en la distancia”.
Lo que hacen, enfatiza, es proponer ecuaciones de transporte molecular para ver cómo los nutrientes, la glucosa, el oxígeno, así como algunas otras sustancias bioquímicas se transportan del exterior al interior de la célula y cómo es que se transportan mediante un tejido en un órgano del cuerpo, y también tratar de describir, a nivel genético, cómo son las mutaciones, pues se sabe que dependiendo del tipo de cáncer hay genes que mutan con mucha frecuencia.
Apunta que los genes pueden mutar de dos formas, una de manera aleatoria. La otra, son mutaciones provocadas o inducidas por el microambiente a nivel celular. Para ello, destaca, hicieron ecuaciones estocásticas (ecuaciones que describen un proceso aleatorio) complicadas de resolver analíticamente, y cuya única forma de resolverlas es con técnicas y esquemas de algoritmos médicos y escribiendo códigos de computación para hacer la simulación en una computadora.
“Los resultados que hemos obtenido describen de una manera cualitativa algunos de los aspectos de la evolución de los tumores cancerígenos, no todos, porque describir a la naturaleza con detalle es un problema imposible, porque son muchos factores que influyen en la evolución de los organismos. Pero ese es el objetivo de hacer investigación, no precisamente construir un modelo exacto que incluya todos los aspectos”, afirma.
Añade que trabajan estrechamente con otros investigadores y médicos, pero para los datos, para las ecuaciones hay varios consorcios mundiales con bases de datos de los diferentes genes que han detectado en la evolución de los diferentes tipos de cáncer y su frecuencia de mutación.
O bien, de artículos que han estudiado la genética de los diferentes aspectos del cáncer y con base en ello se elige un subconjunto que es muy pequeño en comparación con todos los datos disponibles, pero que son los genes que tienen mayor importancia en el desarrollo de la enfermedad.
“La contribución que tenemos es que podemos reproducir algunas características de la evolución de los tumores de cáncer, muy pocas en realidad, pero lo que sí nos hemos dado cuenta es que con los modelos podemos ver cuáles son los factores microambientales que influyen más.
“Con base en ello, podemos sugerir cierto tipo de tratamientos, de fármacos que actúan en esa dirección para limitar esa acción del microambiente, y limitar el desarrollo del cáncer”, enfatiza Ramírez Santiago.
Precisa que en todos los modelos que han desarrollado, el principio de las ecuaciones es el mismo, describiendo a nivel molecular, celular, de tejido, un problema complejo, que aplica a todos los tipos de cáncer. Todos son complicados de prospectar.
Añade que el interés de modelar la evolución del cáncer ocurrió desde finales de los años 70 del siglo pasado. En México, en la modelación de tumores de cáncer sólo se dedican alrededor de 10 investigadores, mientras que a nivel mundial hay un gran interés por este trabajo.
Puntualiza que el enfoque del modelo matemático se puede usar para casi cualquier enfermedad.
