Matemáticas y estadística

Un nuevo estudio sugiere que el cáncer puede tratarse como un juego entre el médico y las células cancerosas

Los investigadores sostienen que los protocolos de tratamiento del cáncer pueden beneficiarse de modelos basados en la teoría de juegos. Su labor podría ayudar a los oncólogos a mejorar los resultados en pacientes con cáncer con metástasis.

La metástasis, es decir, la propagación de células cancerosas a diferentes órganos a partir de un tumor primario, es la principal causa de muerte en pacientes con cáncer. Cuando esto sucede, las células malignas suelen ser resistentes a la quimioterapia original usada para mantener el tumor bajo control. Con el apoyo parcial del proyecto FourCmodelling, financiado con fondos europeos, un equipo de investigadores desafió el estándar del tratamiento de los cánceres con metástasis en que, normalmente, los medicamentos se administran de forma continua en la dosis máxima tolerada hasta que el tumor evoluciona.

Los investigadores publicaron su estudio recientemente en la revista «JAMA Oncology». Tal como comentaron: «Investigamos el tratamiento del cáncer como una competición basada en la teoría de juegos entre la tratamiento del médico y las estrategias de resistencia de las células cancerosas». El equipo demostró que el médico tiene dos grandes ventajas sobre su oponente tumoral. En primer lugar, puede jugar de manera racional, mientras que las células tumorales no pueden hacerlo. «Las células cancerosas, como todos los organismos que evolucionan, solo pueden adaptarse a las condiciones actuales; no pueden anticipar ni desarrollar adaptaciones para tratamientos que el médico aún no ha aplicado». Además, el médico tiene la ventaja de que siempre hace el primer movimiento, por lo que el juego tiene una «inconfundible dinámica líder-seguidor (o “Stackelberg”): el oncólogo “líder” juega primero y las células cancerosas “seguidoras” responden y se adaptan al tratamiento».

Los protocolos de tratamiento actuales para el cáncer con metástasis no suelen aprovechar ninguna de estas asimetrías, según los investigadores. «Al administrar repetidamente los mismos medicamentos hasta que la enfermedad avanza, el médico “juega” con una estrategia fija, incluso cuando las células cancerosas oponentes continuamente desarrollan respuestas adaptativas exitosas. Además, al cambiar el tratamiento únicamente cuando el tumor evoluciona, el médico cede el liderazgo a las células cancerosas y el fracaso terapéutico será prácticamente inevitable». Para hacer frente a esto, los oncólogos deben elaborar planes estratégicos y flexibles de tratamiento, afirman los investigadores en el artículo de la revista.

Tal como concluyeron: «Los médicos pueden aprovechar las ventajas inherentes a las asimetrías del juego del tratamiento del cáncer y, probablemente, mejorar los resultados, adoptando protocolos de tratamiento más dinámicos que incorporan dinámicas eco-evolutivas y modulan la terapia en consecuencia. Para poner en práctica este enfoque será necesario usar nuevas métricas de respuesta tumoral que integren cambios tanto ecológicos (es decir, el tamaño) como evolutivos (es decir, mecanismos moleculares de resistencia y tamaño relativo de la población resistente)».

Nuevas estrategias basadas en la teoría de juegos

Según se señala en una nota de prensa del Moffitt Cancer Center, el doctor Joel Brown, coautor del artículo de la revista, afirmó: «Podemos y debemos anticipar, dirigir y aprovechar las respuestas evolutivas de las células cancerosas en nuestros tratamientos».

Katerina Stankova, otra autora del artículo y profesora adjunta de teoría de juegos en la Universidad de Maastricht, explicó que aún no se han explorado las dinámicas completas de los juegos de Stackelberg. «A medida que desarrollemos las matemáticas conjuntamente con los tratamientos para el cáncer, esperamos que nuestros análisis revelen nuevas estrategias evolutivas basadas en la teoría de juegos que puedan aumentar las probabilidades de curar incluso cánceres agresivos y heterogéneos».

El proyecto en curso FourCmodelling (Conflict, Competition, Cooperation and Complexity: Using Evolutionary Game Theory to model realistic populations) se creó para desarrollar modelos basados en la teoría de juegos tanto generales como centrados en hipótesis poblacionales específicos y reales. Estos «incorporan interacciones de la estructura poblacional y entre poblaciones, ambas de carácter complejo», tal como se señala en el sitio web del proyecto. Uno de los cuatro subproyectos complementarios de FourCmodelling «elaborará un modelo del cáncer como un sistema adaptativo complejo en el que una población de células tumorales, normales e inmunocitos evolucionen en un ecosistema humano».

Para obtener más información, consulte:
Sitio web del proyecto FourCmodelling

fecha de la última modificación: 2018-09-28 17:15:01



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