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Evolución del cáncer: cómo las leyes de la naturaleza podrían predecir el crecimiento tumoral
El cáncer es una de las enfermedades más desafiantes de nuestro tiempo; se espera que el número de casos nuevos aumente en alrededor del 70% en todo el mundo en los próximos 20 años. Pero, ¿qué pasa si los médicos pueden predecir cómo evoluciona el cáncer? Esto seguramente allanaría el camino para estrategias de tratamiento más efectivas. Según los resultados de un nuevo estudio, tal posibilidad podría estar en las cartas.
Los investigadores dicen que la evolución del cáncer podría predecirse a través de un modelo matemático basado en patrones de leyes naturales.
En el diario Genética de la naturaleza, los investigadores revelan cómo el crecimiento del cáncer podría predecirse mediante el uso de un modelo matemático basado en patrones que influyen en el flujo de los ríos y el brillo de las estrellas, conocido como el "modelo de distribución de la ley de poder".
La co-líder del estudio, la Dra. Andrea Sottoriva, Chris Rokos Fellow en Evolution and Cancer en el Institute of Cancer Research, Reino Unido, y sus colegas observan que estudios previos han intentado determinar cómo evolucionan los tumores, pero interpretando la abrumadora serie de datos genómicos para descubrir tales la información ha demostrado ser un desafío.
"La falta de un marco teórico riguroso capaz de hacer predicciones sobre los datos existentes significa que los resultados de los estudios de perfiles genómicos del cáncer a menudo son difíciles de interpretar", explican.
Como tal, el equipo enfatiza la necesidad de un modelo matemático que se pueda aplicar a datos sobre diferentes perfiles tumorales para predecir cómo crecerán los tumores.
"Esta previsibilidad significa que la gran cantidad de datos genéticos que podemos generar a partir de biopsias de tumores podría decirnos cómo se desarrollará un cáncer dado con el tiempo: qué mutaciones conducirán a una enfermedad más agresiva, cuándo surgirán y qué fármacos son es mejor tratarlos ", dice el Dr. Sottoriva.
"Al igual que en un juego de ajedrez, el objetivo es anticipar el siguiente movimiento del adversario, para finalmente ganar el juego".
Modelo predicho evolución de más de 300 tumores
Para su estudio, el equipo analizó 904 tumores de 14 tipos de cáncer diferentes, incluidos los cánceres de intestino, estómago, cerebro, pulmón y páncreas.
Datos rápidos sobre el cáncer- Hasta enero de 2014, alrededor de 14.5 millones de personas con antecedentes de cáncer vivían en los Estados Unidos.
- Más de 1.6 millones de nuevos casos de cáncer fueron diagnosticados en los Estados Unidos el año pasado
- En 2015, alrededor de 589,430 personas en los EE. UU. Murieron de cáncer.
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Los investigadores encontraron que la evolución de 323 de estos tumores, incluidos los de estómago, intestino y algunos cánceres de pulmón, podría predecirse mediante la aplicación de un modelo de distribución de la ley de poder.
El equipo explica que los genes importantes del cáncer en estos tumores ya estaban presentes cuando los tumores comenzaron a crecer. Además, descubrieron que cualquier nueva mutación que surgiera dentro de estos tumores no tenía ningún efecto sobre el crecimiento, convirtiéndolos en mutaciones de "pasajero".
Estas mutaciones de pasajeros se acumularon siguiendo un patrón de distribución de la ley de poder que surge en una serie de leyes naturales, de acuerdo con los investigadores, como las que impulsan el flujo del río Nilo y el brillo de las estrellas.
"Nuestro estudio muestra que la propagación de mutaciones a través de un cáncer sigue las leyes naturales y, por lo tanto, es teóricamente predecible, del mismo modo que podemos predecir el movimiento de los cuerpos celestes o el clima", dice el Dr. Sottoriva.
Si bien su modelo fue menos efectivo para predecir la evolución de algunos tumores, como los del cáncer de cerebro y de páncreas, los investigadores observan que la creación de modelos matemáticos más elaborados podría permitir que se prediga dicha evolución en el futuro.
La previsibilidad de la evolución del cáncer podría promover el tratamiento del cáncer
En general, el equipo dice que sus hallazgos tienen importantes implicaciones clínicas, ya que podrían ayudar a los médicos a distinguir las mutaciones que impulsan el crecimiento tumoral y requieren tratamiento de mutaciones de pasajeros que pueden ser inofensivas.
La Dra. Kat Arney, directora de información científica de Cancer Research UK, que ayudó a financiar el estudio, cree que si una herramienta de este tipo entra en juego, podría abrir estrategias de tratamiento más efectivas para los pacientes de cáncer.
"Si los médicos fueran capaces de predecir de manera confiable cómo el cáncer cambia con el tiempo, podría ayudarlos a elegir los tratamientos más efectivos para cada paciente", explica. "Los avances en la tecnología de secuenciación del ADN significan que ahora podemos rastrear cómo los tumores individuales cambian con el tiempo en el nivel genético más profundo".
Comentando sobre los resultados del equipo, el codirector del estudio, el Dr. Trevor Graham, jefe del Laboratorio de Evolución y Cáncer del Barts Cancer Institute de la Universidad Queen Mary de Londres, Reino Unido, dice:
"A menudo pensamos en los cánceres como el crecimiento caótico e incontrolado de las células dentro del cuerpo. Pero contrariamente a esta intuición, nuestro estudio muestra cómo la evolución del cáncer a menudo está muy ordenada e incluso puede explicarse mediante una regla matemática sencilla.
Esta regla es importante porque simplifica enormemente nuestra visión de cómo evolucionan los cánceres. Ahora que conocemos la regla, podemos intentar inclinarla a nuestro favor para mejorar los resultados de los pacientes ".
El estudio fue financiado por una donación de Chris Rokos al International Cancer Institute, así como a Wellcome Trust, Cancer Research UK y Medical Research Council, entre otras organizaciones.
El Dr. Sottoriva habla más sobre la investigación del equipo en este breve video.
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