Matemáticas y cáncer

Carolina Gutiérrez Montero.

Por Carolina Gutiérrez Montero (investigadora biomédica)
El cáncer es uno de los principales problemas de salud a nivel mundial. Produce cada año millones de defunciones, siendo el consumo de tabaco, el alcohol, la mala alimentación y la inactividad física los principales factores de riesgo para su desarrollo.
En los últimos años se han producido importantísimos avances en el desarrollo de fármacos dirigidos a la curación de los diferentes tipos de cánceres que existen, pero, ¿qué pensarían de la utilización de las matemáticas para su curación?
Esto es lo que hacen en el Laboratorio de Oncología Matemática de la Universidad de Castilla-La Mancha. El catedrático Víctor M. Pérez-García puso en marcha este laboratorio en el año 2009 con la idea de aplicar las herramientas matemáticas que él y su grupo ya conocían a la medicina, en este caso a la curación del cáncer.
Teniendo en cuenta que entre un 30 y un 50% de los cánceres se pueden evitar reduciendo los factores de riesgo, y que las posibilidades de recuperación para muchos de ellos son excelentes con un diagnóstico precoz y un adecuado tratamiento, el poder combinar esta información a partir de datos disponibles podría ayudar a buscar la mejor forma de tratar a los pacientes y predecir mejor la evolución de la enfermedad.
Pues precisamente en esta línea trabajan en este laboratorio con las matemáticas: simulan en un ordenador el comportamiento de un paciente, buscando un tratamiento personalizado que le proporcione el mayor beneficio posible.
Esto es una tarea multidisciplinar en la que además de matemáticos, también trabajan físicos, ingenieros e informáticos que mano a mano con los médicos terminan evaluando si el desarrollo experimental y computacional es viable para su implementación en la práctica clínica. Algunas de las propuestas experimentales ya han sido validadas como por ejemplo la de ajustar los tratamientos en base a las imágenes de la resonancia magnética de rutina de los pacientes.
Uno de sus proyectos más alentadores es el que realizan en colaboración con la Universidad de Cádiz centrado en la investigación sobre la leucemia linfoblástica aguda, enfermedad maligna más frecuente en la infancia y con un elevado índice de recaídas.
Un 15% de los niños fallecen a consecuencia de este tipo de leucemia por lo que se la sigue considerando la causa más frecuente de muerte por cáncer en la infancia.
A su vez entre un 15 y 20% de niños recaen, lo que nos está indicando que aún se desconocen factores pronósticos que nos permitan identificar correctamente a aquellos niños que se encuentran en el grupo de riesgo de sufrir una recaída.
Las pruebas de laboratorio nos facilitan una enorme cantidad de información que a veces es muy difícil de interpretar, al igual que las posibles relaciones entre los diferentes biomarcadores de diagnóstico y pronóstico. Y aquí es donde entran en juego las matemáticas.
Matemáticamente el uso de los diferentes biomarcadores permite embeber el conjunto de datos de una muestra en un espacio n-dimensional, en el que se podrían caracterizar propiedades de datos mediante métodos estadísticos, métodos evolutivos o estrategias tipo machine-learning y proporcionar nuevos biomarcadores: esto tiene el potencial de ir mucho más allá de las proyecciones bidimensionales.
Además esta información estará disponible longitudinalmente en el tiempo lo que permitirá ver la evolución temporal de estos nuevos marcadores, incrementando la información disponible con potencial utilidad clínica.
Todo esto permitirá aportar nuevas herramientas de evolución de la enfermedad para conseguir que en estos niños no se produzcan recaídas.
¿A que ya empiezan a pensar que las matemáticas son muy útiles?, ¿que no es una pérdida de tiempo su estudio?
Y si les digo que también mediante el uso de las matemáticas un grupo internacional de investigación, entre los que se encuentran investigadores de Robotics Lab de la Universidad Carlos III de Madrid, han diseñado unos robots con el objetivo de que puedan interaccionar con los niños que se encuentran ingresados por afectación del cáncer, les gustan aún más ¿verdad?
El proyecto MOnarch (Multi-Robot Cognitive Systems Operating in Hospitals) pretende introducir un conjunto de robots que colaboren con el personal sanitario, relacionándose con los niños ingresados en el Hospital del Instituto Portugués de Lisboa.
El proyecto pretende utilizar robots de manera simultánea: una flota de robots sociales que se relacionarán con todos los pacientes de la planta, que se desenvolverán de forma autómata durante largos periodos de tiempo sin intervención de sus operadores. Tecnológicamente es un reto muy grande ya que supone sacar a los robots del laboratorio y llevarlos a un entorno real. Además se introducirán en grupos, cuando previamente gran parte de la robótica social se ha llevado a cabo en entornos muy controlados.
Este proyecto supone enormes retos tecnológicos y sociales y permitirá investigar las relaciones entre humanos y robots a largo plazo ayudándonos a entender la dinámica de las interacciones sociales con grupos de robots que cooperan con personas en entornos laborales y hospitalarios.
En el fondo las matemáticas no son lo que parecen.

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