El paciente virtual que ayuda a predecir la evolución del tratamiento contra la leucemia

Las matemáticas se han convertido en una firme aliada de la biomedicina y permite, con un modelo matemático desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de Cádiz, del Instituto de Investigación e Innovación Biomédica de Cádiz (INiBICA) y del Laboratorio de Oncología Matemática (Môlab) de la Universidad de Castilla La-Mancha, analizar y hacer un seguimiento del comportamiento de células propias para frenar el desarrollo de tumores.

Autoría: Diego Márquez / Fundación Descubre


Cádiz |
05 de abril de 2021

El uso de células propias para frenar procesos degenerativos del organismo, la conocida como inmunoterapia, abre una puerta al futuro. En casos graves de leucemia, estos tratamientos consiguen ralentizar la proliferación de tumores en la sangre o la médula.

Imagen tomada del microscopio de células de leucemia.

Son trabajos que están en continua fase de experimentación en la clínica, y las matemáticas se han convertido en una aliada para su mejora. En este contexto, un equipo de investigadores de la Universidad de Cádiz (UCA) y del Instituto de Investigación e Innovación Biomédica de Cádiz (INiBICA) y del Laboratorio de Oncología Matemática (Môlab) de la Universidad de Castilla La-Mancha ha participado en la definición de un modelo matemático que funciona como un paciente virtual.

Esta nueva herramienta recrea de forma anticipada la reacción del paciente a sus propias células, programadas para funcionar de forma similar a cómo lo harían policías que han de contener el avance de los elementos subversivos.

Esta investigación, publicada en la revista Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, recrea en un programa informático, con base en datos médicos de enfermos del Hospital Niño Jesús de Madrid, el desarrollo de uno de los tratamientos de inmunoterapia que se utilizan en casos de recaída de leucemia linfoblástica aguda tipo T.

Con la manipulación genética de los linfocitos, que son los encargados de desarrollar esa labor de policía de la sangre, tras ser extraídos del paciente, se obtienen las células CAR-T, que serían, siguiendo con el símil, estos agentes pero con un rango más.

Investigadores del grupo de investigación que ha articulado el nuevo modelo matemático. Foto: UCA.

A estos inspectores ya se les ha enseñado específicamente a ir a por los rebeldes, es decir las células tumorales que producen la leucemia. “Sin embargo, tienen un defecto, que no sólo destruyen a los malos, sino que se destruyen a ellos mismos. Aquí entra en juego el papel de las matemáticas”, ha explicado a la Fundación Descubre la investigadora de la UCA María Rosa, responsable principal de estos trabajos.

Rosa es investigadora principal de la campaña de micromecenazgo ‘Recaída 0: Matemáticas contra la leucemia infantil’, un proyecto que echó andar hace tres años y es la matriz de estos trabajos, que, con el tiempo, han conseguido la implicación de las administraciones.

Cartel de la campaña de micromecenazgo de esta iniciativa.

Aún sin aplicación clínica, el nuevo modelo ha reproducido las dificultades que se venían observando en el tratamiento en el laboratorio de las células terapéuticas antes de ser inyectadas al paciente.

Expansión de células sanas

En este sentido, esta nueva herramienta matemática ha certificado que la expansión de las células CAR-T, reprogramadas para atacar al cáncer de sangre, es posible por el gran número de objetivos a reconocer, los linfocitos B dañados por la leucemia, si bien también se destruyen a ellas mismas.

El enfoque articulado por este equipo ha permitido, en este contexto, certificar que estas células pueden controlar la proliferación de tumores pero no erradicar la enfermedad, y ganar tiempo para probar estrategias terapéuticas alternativas.

Los científicos han venido desarrollando parte de sus trabajos en la mejora de los tratamientos contra la leucemia infantil. Foto: UCA.

Los resultados se han entregado ya a los médicos de los hospitales madrileños que han colaborado con este equipo investigador, que cuenta también con científicos del Laboratorio de Oncología Matemática (Môlab) de la Universidad de Castilla-La Mancha.

Es una prueba más de que la combinación de biomedicina e inteligencia artificial avanza firme, usando las herramientas de las matemáticas para tratar de anticipar el recorrido del tratamiento en la clínica, y, en lo posible, ser más rápidos que la enfermedad.

Más información en #CienciaDirecta: Simulan con un modelo matemático la evolución de las células implicadas en una terapia contra la leucemia


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