La modelización matemática permite comprender mejor el cáncer de próstata
el modelo 3D representa procesos como el crecimiento tumoral
Un equipo dirigido por el Dr. Yuri Tolkach, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colonia y del Hospital Universitario de Colonia, ha investigado los tumores de próstata y desarrollado un modelo tridimensional avanzado y realista del cáncer de próstata con ayuda de modelos matemáticos. El modelo describe el crecimiento tumoral, la evolución genética y la competencia entre subclones (diferentes poblaciones celulares dentro de un tumor). Demuestra, entre otras cosas, que el desarrollo de un tumor agresivo requiere cambios genéticos "fuertes" que confieran inmediatamente a las células tumorales ventajas especiales de supervivencia. Estos cambios deben producirse en una fase temprana del desarrollo tumoral, cuando el tumor es aún pequeño. El estudio también demuestra que la distribución de subclones dentro de un tumor influye en los métodos de diagnóstico, como las biopsias. El artículo "Tumour architecture and emergence of strong genetic alterations are bottlenecks for clonal evolution in primary prostate cancer" se ha publicado en Cell Systems.
El cáncer de próstata es el más frecuente entre los varones. Sin embargo, los mecanismos de desarrollo tumoral, en particular el de los tumores agresivos, siguen sin estar claros en el cáncer de próstata y otros tumores malignos por dos razones: En primer lugar, a menudo los tumores sólo se descubren cuando ya han alcanzado un tamaño considerable. Por tanto, no se tiene en cuenta el lapso de tiempo entre el desarrollo del tumor y el diagnóstico, que puede ser de 10 a 30 años. En segundo lugar, los métodos más avanzados, como la secuenciación de nueva generación (NGS), que permiten caracterizar exhaustivamente el tumor a nivel subclonal, son costosos y extremadamente complejos de evaluar. Por estas razones, hasta ahora sólo se han examinado de este modo unos pocos tumores en todo el mundo.
"Nuestro estudio demuestra que podemos utilizar la modelización matemática para abordar cuestiones importantes, hasta ahora sin respuesta, sobre el desarrollo de tumores malignos y obtener así conocimientos clínicamente relevantes. Nuestro modelo es de aplicación universal y también puede utilizarse para otros tipos de tumores malignos", explicó el Dr. Yuri Tolkach, médico jefe y codirector del estudio, del Instituto de Patología General y Anatomía Patológica del Hospital Universitario de Colonia.
"Con nuestro nuevo modelo podemos reproducir la compleja estructura espacial de un tumor de próstata, que crece como un sistema de raíces en el tejido", explicó el Dr. Florian Kreten, postdoctorado y codirector del estudio, que anteriormente trabajó en el Instituto de Matemáticas Aplicadas de la Universidad de Bonn. Y añadió: "Los modelos matemáticos convencionales de crecimiento y evolución tumoral no podían aplicarse a estas estructuras. Desde un punto de vista matemático, el mecanismo de crecimiento subyacente es sumamente fascinante y ha suscitado una serie de nuevas preguntas. Nuestro trabajo demuestra cómo la biología puede inspirar la investigación matemática". En el futuro, los científicos esperan poder seguir desarrollando los modelos e incluir la interacción entre el tumor y el sistema inmunitario.
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