Físicos del Grupo de Dinámica No Lineal, Teoría del Caos y Sistemas Complejos de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) han desarrollado un novedoso modelo que permite estudiar los efectos de las fluctuaciones en la respuesta inmune de las células en el crecimiento de tumores
Los profesores del área de Física Aplicada Álvaro García López, Jesús M. Seoane y Miguel A. F. Sanjuán, pertenecientes al Grupo de Dinámica No Lineal, Teoría del Caos y Sistemas Complejos de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC), en colaboración con investigadores rusos, han desarrollado un novedoso modelo no lineal que permite, mediante simulaciones numéricas, el estudio de los efectos debidos a acciones externas aleatorias en la respuesta inmunitaria al crecimiento de tumores.
Este trabajo, publicado recientemente en la prestigiosa revista International Journal of Bifurcation and Chaos, está inspirado en una investigación previa y supone una novedad en el estudio de la respuesta inmune ante el desarrollo tumoral. “El reclutamiento de células inmunes es un proceso físicamente muy complejo, llevado a cabo en varias etapas, y que implica numerosas células y moléculas”, explica el profesor Miguel A. F. Sanjuán, catedrático de Física y director del Grupo de Dinámica No Lineal, Teoría del Caos y Sistemas Complejos.
Los procesos que se suceden en el sistema inmunitario para combatir a las célelas cancerígenas implican diferentes acciones aleatorias. “En estos procesos estocásticos se esperan notables fluctuaciones debidas a factores como la temperatura, las variaciones en la concentración de moléculas quimio atrayentes o los procesos de maduración y activación linfocitarios”, afirma el profesor Jesús M. Seoane.
“Hemos observado que, para tumores agresivos y respuestas inmunes contundentes y al variar la intensidad del reclutamiento, pueden observarse transiciones entre regiones del espacio de parámetros donde el sistema elimina los tumores y otras regiones multiestables en las que coexisten dinámicas caóticas junto con tumores estables. En particular, las fluctuaciones pueden ayudar al asentamiento del tumor, provocando la extinción de tejido sano”, señala el profesor Álvaro García López. Estos resultados sugieren que, bajo ciertas circunstancias, el reclutamiento puede resultar decisivo en el éxito de una terapia inmunológica.
Simulación numérica de la dinámica tumoral
El equipo de investigación espera que este modelo pueda ser útil para el estudio del desarrollo tumoral en presencia de la respuesta inmune celular, a través de los procesos de reclutamiento linfocitarios, e incluso llegar a sugerir mejoras en la optimización de protocolos de inmunoterapia.
Referencias bibliográficas:
[1] López, Á. G., Sabuco, J., Seoane, J. M., Duarte, J., Januário, C., & Sanjuán, M. A. F. Avoiding healthy cells extinction in a cancer model. Journal of Theoretical Biology, 349, 74-81 (2014).
[2] Bashkirtseva, I., Ryashko, L., López, Á. G., Seoane, J. M., & Sanjuán, M. A. F. Tumor stabilization induced by T-cell recruitment fluctuations. International Journal of Bifurcation and Chaos, 30, 2050179 (2020).
