Autor Articles i estudis
11 Juny 2015 a 18:00

És la inestabilitat genòmica la clau per lluitar contra el càncer?

tumor

El càncer és el resultat d’una sèrie d’alteracions genòmiques de les cèl·lules normals que fan que aquestes s’escapin als controls cel·lulars i que proliferin de manera descontrolada. Aleshores, la cooperació que manté la integritat d’un organisme multicel·lular es trenca, i l’acumulació de més canvis o mutacions en la població generada per aquestes cèl·lules anormals pot donar lloc al creixement de tumors malignes, que poden causar la mort. Des d’un punt de vista evolutiu, la progressió tumoral és un procés microevolutiu en què els tumors han de superar barreres selectives imposades per l’organisme o per les teràpies.

Actualment, s’ha avançat molt en la cura d’alguns tipus de càncer, però la freqüència de tumors no curats es manté en els últims 50 anys. Mitjançant arguments evolutius, científics teòrics han estat discutint en les últimes dècades la necessitat d’enfocar aquest problema des d’una altra perspectiva: una nova visió integrativa que tingui en compte la natura darwiniana i ecològica de la malaltia.

Models teòrics que ajuden a trobar millors estratègies terapèutiques

El Laboratori de Sistemes Complexos  que dirigeix Ricard Solé, investigador ICREA del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (CEXS) de la UPF i investigador de  l’Institut de Biologia Evolutiva (UPF-CSIC) i del Santa Fe Institut dels EUA, ha desenvolupat una línia de recerca sobre oncologia teòrica i computacional.

Com ha comentat Josep Sardanyés, membre del Laboratori dels Sistemes Complexos, “estem interessats en un aspecte important del càncer: els seus enormes nivells d’inestabilitat genòmica”. En la majoria de tumors en estat avançat, s’observen alts nivells d’inestabilitat genòmica a nivell del cariotip, on es poden veure cromosomes duplicats, perduts o trencats, en patrons aparentment desordenats. I com continua dient Sandanyés, “malgrat aquest alt nivell d’aneuploidia, les cèl·lules canceroses són capaces d’adaptar-se i escampar-se mitjançant la metàstasi. El nostre laboratori es planteja si hi ha límits en l’alt grau de inestabilitat genòmica i com es pot modelitzar aquest fenomen”.

En els últims anys, membres del Laboratori de Sistemes Complexos, han publicat diversos treballs sobre els processos de microevolució tumoral i competència mitjançant models teòrics. Ricard Solé, juntament amb Tomas Deisboeck, van proposar un model mínim d’inestabilitat genòmica. Ara,  una extensió d’aquest model matemàtic es publica a Computational and Applied Mathematicsen un treball liderat per Josep Sardanyés , investigador de  l’ Institut de Biologia Evolutiva (UPF-CSIC) i del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (CEXS) de la UPF, en què ha caracteritzat els efectes d’incrementar la inestabilitat genòmica en poblacions de cèl·lules tumorals, així com també el  seu temps de resposta.

“Hem vist que es pot forçar la població de cèl·lules tumorals cap a poblacions petites i controlades augmentant la seva taxa de mutació, i que el temps necessari per a assolir aquest estat és curt. Actualment s’estan desenvolupant mètodes de teràpia dirigida per cèl·lules tumorals”, ha manifestat Sardanyés. Així doncs, aquesta estratègia terapèutica permetria detectar les cèl·lules canceroses i alliberar fàrmacs (mutagènics) dins d’aquestes cèl·lules,  selectivament.

Aquests resultats posen de manifest que la modelització matemàtica i la biologia computacional permeten aprofundir en el comportament dels sistemes tumorals i fer prediccions que poden ser de gran utilitat cap a futures teràpies o estratègies per combatre el càncer.

Treball de referència:

Vanessa Castillo, J. Tomás Lázaro and Josep Sardanyés (2015), ” Dynamics and bifurcations in a simple quasispecies model of tumorigenesis” , Computational and Applied Mathematics,  arXiv:1411.6531 [math.DS]

 

UPF (Universitat Pompeu Fabra)

 

 

Switch to mobile version