Los cánceres están en una batalla evolutiva con los tratamientos. La teoría de los juegos evolutivos podría inclinar la ventaja hacia la medicina
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El cáncer fue la segunda causa principal de muerte en los EE. UU. en 2020. Aunque se han invertido miles de millones de dólares en la investigación del cáncer, los resultados siguen siendo decepcionantes. para muchos pacientes que pagan cientos de miles de dólares para prolongar sus vidas por unos pocos meses más. Pero, ¿por qué fallan las terapias contra el cáncer?
Soy un estudiante de doctorado en el Moffitt Cancer Center y la Universidad del Sur de Florida que desarrolla y aplica teorías matemáticas y evolutivas para comprender cómo funciona el cáncer y cuál es la mejor manera de tratarlo. Y creo que abordar el tratamiento del cáncer a través de la lente de la ecología y la evolución puede ayudar a los médicos e investigadores a lidiar con esta pregunta y luchar contra el cáncer de manera más efectiva.
Protocolos de tratamiento estándar
Durante décadas, el tratamiento estándar para el cáncer consistía en bombardear a los pacientes con la dosis máxima tolerable de un fármaco, intentando eliminar la mayor cantidad posible de células cancerosas y minimizando los efectos secundarios adversos.
Sin embargo, las células cancerosas que forman un tumor no son todos iguales. Por casualidad, algunas de estas células desarrollan mutaciones, o alteraciones en el material genético de la célula, que las hacen inmunes a un fármaco. Estas células pueden luego proliferar y repoblar el tumor, lo que lleva a una resistencia terapéutica que hace que el fármaco sea ineficaz.
Cuando esto ocurre, los médicos generalmente cambian a otro medicamento que se dirige a un aspecto diferente de las células cancerosas. Esto continúa hasta que una terapia es capaz de controlar el cáncer de manera efectiva o no hay más medicamentos disponibles, momento en el cual los pacientes reciben cuidados paliativos para que sus últimos días sean lo más cómodos posible.
Este protocolo ha llevado a la desarrollo de una plétora de medicamentos que se dirigen a características específicas de la biología del tumor, desde impulsar el sistema de defensa natural del cuerpo hasta bloquear las señales químicas en las células cancerosas para evitar que crezcan. Aunque algunos de estos medicamentos han demostrado ser increíblemente efectivos en un subconjunto de pacientes, este enfoque no funciona para todos.
El cáncer puede verse como una relación depredador-presa con el sistema inmunitario del cuerpo, donde el cáncer es la presa y el sistema inmunitario es el depredador.
El papel de la teoría del juego evolutivo
Para mejorar los resultados a largo plazo para todos los pacientes, los investigadores del cáncer se hacen dos preguntas críticas: ¿Cómo crecen los tumores y cómo se vuelven resistentes? Observar el cáncer a través de la lente de la ecología y la evolución, o cómo el entorno del cuerpo moldea y es moldeado por la evolución de las células cancerosas a lo largo del tiempo, puede ayudar a responder estas preguntas.
Una forma de pensar en esto es con la teoría de juegos evolutiva, que utiliza matemáticas rigurosas para tratar de predecir cómo reaccionará algo a los cambios en su entorno de una manera que maximice su aptitud o su capacidad para reproducirse.
La teoría de juegos evolutiva puede ayudar a los investigadores a comprender la efecto de las presiones selectivas, que son factores externos que afectan la supervivencia de un organismo. En el caso del cáncer, las presiones selectivas pueden ser terapias, y la EGT ayuda a los investigadores a comprender sus efectos sobre cómo las células cancerosas interactúan entre sí y con su entorno.
Por ejemplo, considere el principio del doble vínculo. En la naturaleza, esto se refiere a cómo la táctica de una presa para evitar a un depredador da como resultado un aumento en la susceptibilidad de la presa a otro. Por ejemplo, los jerbos buscan refugio de los búhos escondiéndose en arbustos esparcidos por el desierto. Pero las serpientes están esperando para atacar debajo de algunos de estos arbustos. Las tácticas del jerbo para evitar un depredador lo hacen más vulnerable al otro.
Del mismo modo, en el cáncer, las terapias se pueden administrar de una manera que conduzca a un doble vínculo por el cual la creciente resistencia del cáncer a una terapia deja más susceptible a otras terapias. Esto coloca al cáncer en una trampa evolutiva creada a partir de sus propias adaptaciones.
Estos modelos matemáticos allanaron el camino para el desarrollo de terapias que utilizan principios de la ecología y la evolución para tratar y controlar mejor el cáncer. Por ejemplo, un ensayo clínico de cáncer de pulmón administró a los pacientes una inmunoterapia, que le enseña al sistema inmunitario del cuerpo a reconocer y destruir las células cancerosas, seguida de una quimioterapia, que elimina las células cancerosas directamente. La exposición al primer tratamiento sensibilizó a las células cancerosas al segundo, lo que hizo que los tratamientos combinados fueran más efectivos de lo que hubieran sido por sí solos.
Mirando hacia el futuro
La teoría de juegos evolutiva puede ayudar a los investigadores y los oncólogos predicen de manera más efectiva cómo responderán los cánceres a diferentes tratamientos y, potencialmente, controlarán la trayectoria evolutiva del cáncer. Esto podría ayudar a garantizar resultados óptimos para los pacientes.
Aunque ha habido muchos avances en el tratamiento del cáncer, aún queda un largo camino por recorrer para hacer que todas las formas de cáncer sean enfermedades manejables. Un camino prometedor hacia ese objetivo es aprovechar el poder de la evolución para mantener la presión sobre el cáncer.
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Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Los cánceres se encuentran en una batalla evolutiva con los tratamientos. La teoría del juego evolutivo podría inclinar la ventaja hacia la medicina (2021, 17 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-cancers-evolutionary-treatments-game-theory.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.