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Personalized Cancer Therapy by Model-based Optimal Robust Control Algorithm

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Un planteamiento más personalizado para domar el cáncer

Un nuevo modelo matemático de tumor supone un cambio en el tratamiento y un avance de un modelo de referencia con más de veinte años de antigüedad.

Salud

¿Y si la respuesta al tratamiento del cáncer se encontrara en las matemáticas? Eso es lo que intenta averiguar el equipo del proyecto financiado con fondos europeos Tamed Cancer. En el proyecto se utiliza la modelización matemática para desarrollar tratamientos antineoplásicos personalizados. Tal y como afirma Levente Kovács, catedrático de la Universidad de Óbuda, socia principal del proyecto: «Las matemáticas nos permiten calcular las dosis óptimas de fármacos, lo que a su vez posibilita el desarrollo de tratamientos adaptados a las necesidades particulares de cada paciente. Este trabajo representa un nuevo planteamiento de los tratamientos antineoplásicos, que en última instancia tienen como objetivo domar el cáncer».

Aumento de la calidad y esperanza de vida

Para optimizar los tratamientos, se necesita un modelo de crecimiento tumoral fiable a partir del cual trabajar. Por ello, el primer paso de este proyecto, respaldado por el Consejo Europeo de Investigación, consistió en utilizar diversos modelos matemáticos para crear uno del crecimiento tumoral capaz de mostrar el efecto de un determinado fármaco en el crecimiento neoplásico. «Elaboramos este modelo convirtiendo nuestros conocimientos sobre el crecimiento neoplásico en ecuaciones matemáticas», explica Kovács. Tras validar las ecuaciones mediante experimentos con ratones, los investigadores centraron su atención en el desarrollo de tratamientos optimizados. En un principio, el plan era utilizar un tratamiento antiangiogénico, un método que pretende frenar el crecimiento neoplásico al impedir que sus propios vasos sanguíneos crezcan. Sin embargo, las investigaciones iniciales determinaron que el inhibidor angiogénico solo disminuía la velocidad de crecimiento, no el volumen. En consecuencia, los investigadores optaron por utilizar un antineoplásico, que sí disminuye el volumen del tumor. A continuación, validaron su concepto mediante experimentos seguros con animales. «Al tratar a los ratones con pequeñas dosis de quimioterapia dirigida, obtuvimos resultados mucho mejores que los que se pueden conseguir con el protocolo genérico utilizado actualmente en medicina», señala Kovács. «En otras palabras, el uso de un método personalizado y basado en modelos para tratar el cáncer dio lugar a un aumento considerable de la calidad y esperanza de vida de los ratones».

Un salto hacia delante en el tratamiento del cáncer

Según Kovács, el modelo matemático de tumor validado del proyecto representa un cambio en el tratamiento antineoplásico, ya que actualiza el modelo de referencia de más de veinte años de antigüedad que se utiliza hoy por hoy. El equipo del proyecto trabaja ahora en la ampliación de su modelo matemático y sus algoritmos farmacológicos para aplicarlos en humanos. Kovács concluye: «Nuestro objetivo es desarrollar un algoritmo de generación de dosis personalizadas y óptimas, y demostrar su uso en la práctica. Creemos que este tipo de protocolo personalizado puede utilizarse con eficacia para tratar a los enfermos de cáncer utilizando dosis más bajas, lo que se traduce en menos efectos secundarios, menores costes y mejores resultados». El proyecto espera conseguir una subvención a la prueba de concepto en un futuro próximo, que se utilizará para apoyar la investigación sobre su aplicabilidad en humanos. En el marco del proyecto también se fundó el Comité de Sistemas Técnicos Cibernéticos, que forma parte del Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE, por sus siglas en inglés), una de las mayores asociaciones de ingeniería del mundo. Este comité ya ha organizado varias sesiones especiales y ha publicado más de cien artículos científicos sobre el trabajo del proyecto.

Palabras clave

Tamed Cancer, cáncer, tratamiento antineoplásico, matemáticas, modelización matemática, tumor, quimioterapia

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