Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos han usado un modelo matemático para analizar la dinámica espacio-temporal de la respuesta de las células inmunitarias durante el crecimiento de tumores. El trabajo demuestra la dificultad que tiene el sistema inmunitario para mantener estados de latencia tumoral muy prolongados.
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| Una población de células cancerígenas (rojo y amarillo) mientra son 'lisadas' (se rompe su membrana celular) por diversos grupos de linfocitos T citotóxicos (azul). / URJC |
El grupo de Dinámica No Lineal, Teoría del Caos y Sistemas Complejos de la Universidad Rey Juan Carlos, que dirige el profesor Miguel A.F. Sanjuán, ha utilizado un modelo matemático para estudiar la dinámica espacio-temporal de la respuesta de las células inmunitarias ante el crecimiento de tumores, en el marco de su línea de investigación en dinámica del cáncer.
Los resultados han sido publicados en un número especial de la revista Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering, dedicado a los métodos matemáticos para el estudio de diferentes ámbitos de la medicina. Esta revista fue creada en 1665 por la Royal Society de Londres y se considera la primera y la que lleva más tiempo en funcionamiento a nivel mundial.
Los investigadores han utilizado un autómata celular híbrido que incluye procesos típicos de la respuesta inmunológica celular, como son el influjo de células en el tejido, la lisis (ruptura de la membrana celular), el reclutamiento y la inactivación.
“A medida que el sistema inmunitario ataca a un tumor en crecimiento, lo va desplazando y despedazando. Debido a estos dos fenómenos, si no queda completamente destruido, alguna parte del tumor termina por escapar de la región de interés”, explica Álvaro García López, que añade: “Para que se puedan dar estados transitorios de latencia tumoral prolongados es preciso un equilibrado balance entre el crecimiento del tumor y la destrucción causada en todas las direcciones espaciales”.
Mediante esta nueva técnica se podrán representar también tumores genéticamente heterogéneos a través de la inclusión de diversas poblaciones de células cancerígenas. Por tanto, se espera que dicha sofisticación del modelo actual permita caracterizar la probabilidad de estados de latencia tumoral y otros fenómenos en tumores heterogéneos. Además, se podrá estudiar con detalle el proceso de selección clonal durante las diversas etapas de la inmunoedición (teoría de la vigilancia inmunológica del cáncer), así como estimar el posible impacto de dicha heterogeneidad en la inmunoterapia.
Teoría de la inmunoedición
Desde que el eminente médico y bacteriólogo alemán, ganador del premio Nobel de Medicina en 1908, Paul Ehrlich, sugiriera a comienzos del siglo XX que el sistema inmunitario podía proteger al organismo del desarrollo de tumores, la teoría de la vigilancia inmunológica del cáncer sufrió distintos reveses, siendo descartada y retomada en dos ocasiones. Actualmente, dicha teoría se conoce con el nombre de inmunoedición.
De acuerdo con ella, y según apunta el coautor Jesús Seoane, también investigador de la URJC, “el sistema inmunitario ejerce una presión selectiva sobre el tumor, destruyendo las células más inmunogénicas y dando lugar a una población de células resistentes; y se cree que dicho proceso se produce en tres etapas: la eliminación, el equilibrio y el escape”.
Durante la primera fase, las células del sistema inmunitario son capaces de destruir la inmensa mayoría de células tumorales. Sin embargo, una pequeña población de células que escapan a la vigilancia inmunitaria puede sobrevivir en un estado de latencia, ya sea dinámica o celular. Finalmente, en la última etapa algunas de estas células adquieren la resistencia necesaria para evadir al sistema inmune originando un nuevo tumor.
Referencia bibliográfica:
Alvaro G. López, Jesús M. Seoane, Miguel A. F. Sanjuán. "Dynamics of the cell-mediated immune response to tumour growth". Phil. Trans. R. Soc. A 375, 20160291, (2017). DOI: http://dx.doi.org/10.1098/rsta.2016.0291
Fuente: URJC
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