La matemática, una herramienta en la lucha

La matemática, una herramienta en la lucha contra el cáncer
Por Francisco Javier Solís Lozano (Cimat)
El cáncer es una familia de enfermedades caracterizadas por un crecimiento celular
fuera de control http://www.medicalnewstoday.com/info/cancer-oncology/. 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
<http://www.elmundo.es/elmundosalud/especiales/cancer/basicos2.html>.
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 terapias
locales. La quimioterapia usa productos químicos que interfieren con el proceso de
división celular. Este tratamiento está encauzado a todas las células
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula 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
<http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_matem%C3%A1tico> basados en la dinámica de
interacción de células de un organismo que se ve afectado por un tumor heterogéneo
http://es.wikipedia.org/wiki/Tumor. 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
http://es.wikipedia.org/wiki/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 http://es.wikipedia.org/wiki/Matematica_aplicada (incluyendo a
físicos http://es.wikipedia.org/wiki/Fisica) con áreas de especialidad en métodos
numéricos
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todos_num%C3%A9ricos.
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++
http://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_C%2B%2B 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.
Francisco
Javier
Solís
Lozano
<http://www.cimat.mx/index.php?m=35>, es
investigador
titular
B
del
área
de
Matemáticas
Básicas
<
http://www.cimat.mx/index.php?m=2> y coordinador de la Maestría en Matemáticas
Aplicadas http://www.cimat.mx/index.php?m=34) en el Centro de Investigación en
Matemáticas (Cimat) < http://www.cimat.mx/>.
Nota: Esta simulador fue ganador del segundo lugar en su categoría en el III Premio a la
Innovación Tecnológica Guanajuato 2010, otorgado por el Concyteg (Consejo de
Ciencia
y
Tecnología
del
Estado
de
Guanajuato
http://www.concyteg.gob.mx/index.html), en la categoría de investigadores.