Oncología Matemática
Invitados: Dr. Miguel Martin, Dr. Rafael Martin,
Moderador: CEO Serofca. MsC. Omar Arias
En nuestro espacio aprendiendo + tendremos la oportunidad de conversar con el Dr. Miguel Martin y el Dr. Rafael Martin sobre Oncología Matemática, tratamientos con radioterapia.
El Dr. Miguel Martin abre una presentación donde presenta el concepto de gemelos digitales expresa que la idea es: “obtener la mayor cantidad información posible del paciente tanto a partir de imágenes médicas como también de ensayos de laboratorio, debemos tener toda la información que se pueda recopilar y ese paciente se puede virtualizar, se puede digitalizar, se puedes crear un gemelo digital se multiplica la información del paciente en sus gemelos digital y por ejemplo en esta aplicación a cada gemelo digital se le da un tratamiento que está indicado por los diferentes colores en la lámina, es decir puede ser que sea un medicamento, una práctica física, radioterapia, quimioterapia, puede ser la patología que se quiere tratar, pueden no ser necesariamente cáncer y siempre pueden ser cualquier tipo de patología pero se ensaya en estos pacientes digitales diferentes tipos de tratamientos, el resultado del tratamiento puede ser bueno o no”.
Otra manera de trabajar es reproducir el paciente, con variantes, es decir introducir información que no se logra obtener con la información recopilada del paciente, se le aplica una sola terapia, y se obtiene una curva de supervivenecia, hay dos grupos a uno se le da la terapia y a otro no, esta curva de supervivencia permite al médico evaluar un pronóstico real para el paciente.
Se tiene un colección de individuos con una enfermedad similar donde ha evolucionado en forma diferente pero se van a tratar con una misma terapia y se puede determinar la sobrevida.
Por ejemplo en el caso de un tumor en el cerebro se puede modelar en crecimiento tumoral con la ecuación diferencial, se construye un grupo de individuos digitales con el mismo tumor, se crea una colección de pacientes digitales, el número de ellos puede ser muy grande dependiendo de la capacidad de cómputo. Los tumores crecen desde una celda de la matriz digital que contiene al cerebro digital, esa celda se coloca en el lóbulo frontal y se deja crecer con la misma tasa de proliferación y misma invasitividad, el criterio de crecimiento tiene que ver con el tamaño del tumor, hasta un límite de sobreviviencia. Se puede coleccionar información del tumor con la simulación, se puede hacer cada mes virtual o anos virtuales, se toma en cuenta la concentración mínima del tumor en RMN con contraste, para definir el tratamiento. En un paciente virtual se podrida ver cuál es la sobrevida sin tratamiento a través de la simulación.
En el caso de la radioterapia se define la región donde se va aplicar la radioterapia y la sobrevivencia está dada por una de función de probabilidad exponencial que tiene un término lineal en la dosis y por otro lado termino cuadrático en la dosis, con alto LET da una caída muy rápida con la dosis, los parámetros alfa o beta tiene que ver con el rompimiento y reparación del ADN, estos parámetros son desconocidos para un tumor desconocido, sin embargo se puede usar valores de esos parámetros para tumores conocidos.
Los tratamientos se realizan en varias dosis cada día y se toma en cuenta en la simulación, cada día se tiene una la simulación matemática del crecimiento tumoral gobernado por la ecuación diferencial, la sobrevivida por la función exponencial y la concentración de las células en una celda para el tiempo t más un día va ser igual el producto de lo que creció el día anterior por lo que sobrevive ese día por la aplicación de la radioterapia. La simulación evoluciona durante 24 horas y luego se vuelve a aplicar la radioterapia, en cada caso de clase se colocan valores de alfa y beta como se indica en la siguiente lamina, de esta manera se puede ver como evoluciona el tumor cada día.
En la siguiente lámina se observa el crecimiento del tumor usando este modelo, la curva roja es el comportamiento con el tratamiento en a inicio del tratamiento y b el final del tratamiento.
En la siguiente lámina se observa una graficas del volumen tumoral con respecto al tiempo, se observa el tiempo en que comienza a darse la radioterapia al paciente virtual, mientras más temprano se da el tratamiento de radioterapia, el volumen tumoral decrece y prolonga la vida del paciente.
Con el tratamiento de radioterapia en la simulación se puede observar que es muy efectivo como lo muestra la siguiente lamina.
También han aplicado terapias con campos eléctricos que en este momento esta en desarrollo, consiste en someter al tumor a un campo eléctrico con electrodos o de manera inductiva, tiene un efecto de división celular, las moléculas polares como tubulina se orientan en la dirección del campo eléctrico con el cual produce una interrupción o retraso en la mitosis, también puede ocurrir una distorsión en la célula, que se conoce como Dielectroforesis lo cual desencadena en la muerte celular.
Para observar conversatorio ingresar al siguiente enlace:
