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Científicos describen matemáticamente el inicio de la metástasis

Un equipo de científicos españoles ha conseguido describir matemáticamente cómo se inicia la metástasis y han desarrollado un modelo que podría ayudar a mejorar los tratamientos para la curación de heridas, la regeneración de órganos o conocer mejor la evolución del cáncer.

Investigadores de las universidades Carlos III y Complutense de Madrid han descrito matemáticamente cómo un tumor invade células epiteliales y cuantifica automáticamente la evolución del tumor y las islas de células que quedan tras su avance.

El modelo que han desarrollado podría emplearse para conocer mejor las características biofísicas celulares que están implicadas en el desarrollo de nuevos tratamientos para la curación de heridas, la regeneración de órganos o la evolución del cáncer, ha informado la Universidad Carlos III en una nota difundida hoy.

La investigación analiza el movimiento colectivo de las células en los tejidos, un proceso que además de resultar esencial en desarrollos patológicos como la invasión tumoral y la metástasis, desempeña un papel primordial en procesos fisiológicos como la cicatrización de heridas, el desarrollo embrionario o la reconstrucción de tejidos.

Lo investigadores, que han publicado sus conclusiones en la revista PLoS Computational Biology, han utilizado una combinación de modelización matemática, simulaciones numéricas y análisis topológico de datos provenientes de simulaciones y de experimentos para entender cómo invaden las células cancerosas a las células sanas.

“Una simplificación de las primeras etapas de la metástasis cancerosa consiste en que las células tumorales se mueven como un colectivo y desplazan a un colectivo de células normales en un tejido sano”, han explicado los autores del trabajo Luis López Bonilla y Carolina Trenado, del departamento de Matemáticas de la Universidad Carlos III, y Ana Carpio, del departamento de Matemática Aplicada de la Complutense.

“Seleccionando los colectivos de células adecuados y utilizando un software apropiado, hemos logrado simular la invasión que se produce en tejido sano por parte de células cancerosas”, han señalado los científicos.

Para seguir de manera automática la evolución de la barrera o límite entre células cancerosas y normales, los investigadores han usado técnicas de análisis topológico de datos, algo que se utiliza por primera vez en este tipo de estudios.

“Partiendo de una serie de imágenes sucesivas procedentes de los experimentos y también de las simulaciones numéricas, se han agrupado, trazado y clasificado los cambios topológicos en las interfaces de manera automática según avanzan las células cancerosas”, indican los científicos.

Las técnicas desarrolladas en el marco de este trabajo se pueden escalar a un gran volumen de datos si estos estudios se realizan a una mayor escala, según los investigadores, que han asegurado que estas mismas técnicas podrían ser relevantes en el campo de la bioingeniería de tejidos para estudiar cómo afectan las características biofísicas de distintos materiales la regeneración de órganos y tejidos.

 

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