Les matemàtiques, aliades per a preveure l’evolució d’un càncer o la cicatrització d’una ferida

Un nou model matemàtic analitza com un tumor envaeix les cèl·lules sanes i va deixant illes de cèl·lules a mesura que avança.

Reproducció d'una cèl·lula cancerígena, que pot derivar en una metàstasi
Reproducció d'una cèl·lula cancerígena, que pot derivar en una metàstasi

Un nou model matemàtic que ajuda a preveure el comportament cel·lular d’una metàstasi pot ser clau per a saber com evolucionarà un tumor cancerigen en l’organisme, però també com es regeneraran els òrgans o com un tractament que s’aplica a un pacient pot condicionar la curació d’una ferida. La que podria convertir-se en una important fita en la investigació sanitària es basa en un model matemàtic que ha elaborat un equip de científics de la Universitat Complutense de Madrid i la Carlos III. Els investigadors han estudiat matemàticament com s’inicia una metàstasi i com pot evolucionar. Les seues conclusions s’han publicat a la revista PLoS Computational Biology.

Els investigadors han descrit matemàticament com un tumor envaeix les cèl·lules epitelials i han quantificat automàticament l'evolució del tumor, així com les illes de cèl·lules, afectades i sanes, que van quedant a mesura que avança aquest tumor per la resta de l’organisme.

La investigació que han dut a terme els científics de les dues universitats madrilenyes analitza el moviment col·lectiu de les cèl·lules en els teixits, un procés que a més de resultar essencial en desenvolupaments patològics com la invasió tumoral i la metàstasi, té un paper primordial en processos fisiològics, com la cicatrització de ferides, el desenvolupament embrionari o la reconstrucció de teixits.

Luis López Bonilla i Carolina Trenado, del Departament de Matemàtiques de la Universitat Carlos III, i Ana Carpio, del Departament de Matemàtica Aplicada de la Complutense, tots ells autors d’aquest estudi, han explicat que “les cèl·lules tumorals es mouen com un col·lectiu i desplacen un col·lectiu de cèl·lules normals en un teixit sa”, d’aquesta manera, i segons han afegit, “seleccionant els col·lectius de cèl·lules adequats i utilitzant un programari apropiat, hem aconseguit simular la invasió que es produeix en teixit sa per part de cèl·lules canceroses”.

Tècniques d’anàlisi aplicades per primera vegada

Per a seguir de manera automàtica l'evolució de la barrera o del límit entre les cèl·lules canceroses i les sanes, els investigadors han aplicat tècniques d'anàlisi topològica de dades, un sistema que s'utilitza per primera vegada en estudis com aquest.

“Partint d'una sèrie d'imatges successives procedents dels experiments i també de les simulacions numèriques, s'han agrupat, traçat i classificat els canvis topològics en les interfícies de manera automàtica, segons avancen les cèl·lules canceroses”, han indicat els científics.

Les tècniques aplicades en aquest treball es poden escalar i extrapolar a un gran volum de dades si aquests estudis es realitzen a una escala més gran. Els investigadors han assegurat que aquestes tècniques podrien ser rellevants en el camp de la bioenginyeria de teixits per a estudiar com afecten les característiques biofísiques de diferents materials a la regeneració d'òrgans i teixits.

També et pot interessar