El cáncer es una familia de enfermedades caracterizadas por un crecimiento celular fuera de control. Hay diferentes clases de cáncer, clasificadas por el tipo de célula que se encuentra inicialmente afectada.
La detección temprana del cáncer ha aumentado enormemente las posibilidades de éxito de los tratamientos. Las terapias dependen del tipo de cáncer, de cuánto se ha propagado, de la edad, y de otras características individuales del paciente. Dado que no existe un tratamiento único para el cáncer, los pacientes reciben a menudo una combinación de terapias. Los tratamientos básicamente consisten en: cirugía, radioterapia, quimioterapia, inmunoterapia o terapia hormonal.
La quimioterapia se considera una terapia global, lo que significa que los medicamentos viajan por todo el cuerpo, a diferencia de la cirugía o la radiación, que son de índole local. La quimioterapia usa productos químicos que interfieren con el proceso de división celular. Este tratamiento está encauzado a todas las células que se dividen rápidamente (normales y cancerígenas). La quimioterapia se utiliza generalmente para tratar el cáncer que se ha propagado en el paciente.
Los médicos usan quimioterapia combinando diferentes medicamentos específicos de modo que se complementen entre sí. Las combinaciones se dan en ciclos temporales; por ejemplo, un ciclo puede ser de tres semanas, administrando unos medicamentos al inicio, otros medicamentos en los siguientes seis días y sin tratamiento el resto del periodo, para después comenzar otra vez con el ciclo siguiente de tres semanas.
Con el objetivo de contribuir en la búsqueda de tratamientos eficientes contra el cáncer, investigadores de Matemáticas Aplicadas del Cimat (Centro de Investigación en Matemáticas, A.C.) han desarrollado modelos matemáticos basados en la dinámica de interacción de células de un organismo que se ve afectado por un tumor heterogéneo. La principal característica de estos modelos es la conservación de las propiedades biológicas del sistema celular, la cual ha sido una de las principales carencias de modelos existentes.
Como resultado del trabajo de modelación del grupo investigador, se ha desarrollado un simulador virtual, el cual analiza las diversas estrategias de combinación en la administración de fármacos, con el fin de determinar el tratamiento más apropiado para cada paciente. Se trata de analizar las características que hacen que un cáncer pueda ser controlado por medio de un tratamiento, evitando así que las células cancerígenas puedan ser resistentes a la terapia.
Cabe destacar que el desarrollo del software está basado en algoritmos de última generación que disminuyen en gran medida el costo computacional, lo que permite implementarse fácilmente en una computadora personal. Estos algoritmos de última generación (que han sido desarrollados por instituciones de investigación, en particular, en Cimat) consisten en reducir el número de evaluaciones de las funciones involucradas; esto ha sido posible debido a que los algoritmos se están desarrollando permanentemente, en una tendencia que empezó desde el siglo pasado y que continúa en la actualidad.
El desarrollo de algoritmos eficientes ha sido básicamente producto de especialistas en matemáticas aplicadas (incluyendo a físicos) con áreas de especialidad en métodos numéricos. En México contamos con diversos grupos ubicados principalmente en la UNAM, UAM, Cinvestav y en varias universidades del país.
El lenguaje computacional utilizado fue C++ debido a que es un lenguaje común para muchas aplicaciones científicas y puede ser traducido fácilmente a otros.
El uso del simulador no conlleva ningún costo monetario y, sin embargo, permite analizar la evolución del cáncer de cada paciente, proporcionando información para evaluar posibles tratamientos y eliminar así cirugías innecesarias, pero principalmente permitirá la generación de conocimiento de las variables importantes en el desarrollo y evolución de diversos cánceres. Aunque el software está totalmente terminado, a la fecha aún está pendiente ser implementado en algún centro hospitalario.
* El Dr. Francisco Javier Solís Lozano es investigador titular B del Área de Matemáticas Básicas y coordinador de la Maestría en Matemáticas Aplicadas en el Centro de Investigación en Matemáticas (Cimat), integrante del Sistema de Centros Públicos de Investigación Conacyt.
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Nota del editor. Este simulador fue ganador del segundo lugar en su categoría en el III Premio a la Innovación Tecnológica Guanajuato 2010, otorgado por el Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Guanajuato (Concyteg), en la categoría de investigadores.
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Para más información de las actividades que desarrolla el Sistema de Centros Públicos de Investigación Conacyt, consulte las páginas México CyT y Gaceta CyT México.
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