Enfocan el cáncer desde la óptica de sistemas complejos

El cáncer es una enfermedad devastadora, con hasta 200 tipos diferentes y tasas crecientes de mortalidad. Ante esfuerzos médicos que no logran detener este mal, Elena Álvarez-Buylla, investigadora del Instituto de Ecología y del Centro de Ciencias de la Complejidad (C3), y un grupo de médicos, matemáticos y biólogos, lo indagan desde un nuevo abordaje: el de los sistemas complejos y la ecología evolutiva del desarrollo.

“Por mucho tiempo se ha planteado que los padecimientos están regulados por uno o pocos genes. Pero detrás de la emergencia de los estados saludables, pre-clínicos y enfermos, están sistemas complejos integrados por muchos componentes que interactúan”. Estas relaciones son no-lineales. “A veces cambios muy pequeños en un componente pueden causar alteraciones muy grandes en otros con el que el primero está interconectado”, sostuvo la experta.

Álvarez- Buylla señaló que si se quiere aportar a la medicina social, la cual por necesidad tiene que ser preventiva, es imprescindible trabajar con un enfoque de biología de sistemas. “Es una lógica distinta a la de las perspectivas mercantiles (que buscan adueñarse de información sobre moléculas aisladas, genes o fármacos que prometen ser la panacea), pues si se previene se merma el negocio”.

En el estudio, publicado en la revista BMC-Systems Biology, participan el bioquímico y patólogo Luis Fernando Méndez López, de la Universidad Autónoma de Nuevo León; José Dávila Velderrain, graduado bajo su dirección del doctorado de Investigación Biomédica Básica de la UNAM, actualmente investigador posdoctoral en el Instituto Tecnológico de Massachusetts; Elisa Domínguez Hüttinger, investigadora posdoctoral en el C3, y Juan Carlos Martínez García, especialista en teoría matemática del control automático del Departamento de Control Automático del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, así como un estudiante bajo su dirección.

Proponen, por primera vez, un mecanismo sistémico para entender cómo se transforman las células en cánceres de origen epitelial, que constituyen más de 85 por ciento de los casos.

Un mal del desarrollo

Para Álvarez-Buylla y sus colaboradores, el cáncer es una enfermedad del desarrollo. “Su emergencia y progresión debe entenderse en el contexto de las mismas redes que operan durante los procesos de diferenciación celular desde etapas embrionarias”, refirió.

“Reunimos los datos experimentales de genes importantes en procesos implicados en el cáncer y los integramos en modelos de redes dinámicas para entender la transición de células normales a cancerosas”. “En vez de un mapeo uno a uno de los genes, estudiamos los comportamientos celulares emergentes de estas redes”, apuntó.

Mecanismo sistémico

Álvarez-Buylla y sus colegas propusieron, por primera vez, un mecanismo sistémico para entender cómo se transforman las células en cánceres de origen epitelial, que constituyen más de 85 por ciento de los casos de ese mal. Lo fascinante es que en casi todos ellos se ha descrito un patrón conservado: los epitelios normales (de glándulas, como mama, e hígado, pulmón, ovarios, útero y próstata, entre otros) transitan a tejidos inflamados antes de volverse neoplasias de células mesenquimales que pueden migrar”, dijo.

Este proceso, se denomina de inmortalización espontánea en condiciones in vitro, y emerge de redes de regulación conservadas que investigaron en el estudio recientemente publicado. El trabajo es uno de los proyectos activos del Programa de Biología de Sistemas del C3, en donde se fomentan iniciativas de diversas entidades de la UNAM y otras instituciones, de trascendencia social como éste.

El grupo de Álvarez-Buylla descubrió un módulo regulatorio necesario y suficiente para recuperar las transiciones celulares observadas en los cánceres epiteliales, el cual integra componentes previamente caracterizados en diferenciación epitelial, mesénquima e inflamación, ciclo celular y metabolismo. Pero no se habían integrado en un mecanismo sistémico y dinámico en el cual todos ellos actúan colectivamente.

El módulo regulador descubierto será la base para integrar otros procesos de diferenciación celular y metabolismo que permitan guiar experimentos novedosos para seguir avanzando en la comprensión de los mecanismos y procesos que modulan la aparición del cáncer. “Lo anterior posibilitará entenderlos para evaluar y proponer estrategias más efectivas de prevención y detección temprana de alteraciones neoplásicas, o incluso para evaluar terapias para intentar revertir, retrasar o frenar la progresión de la enfermedad”, finalizó.

(Con información de Gaceta UNAM)

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