Logran predecir las interacciones entre células cancerosas usando la Teoría de Juegos

Unos investigadores han conseguido predecir las interacciones entre células cancerosas valiéndose de la Teoría de Juegos, en lo que constituye una demostración más de la versatilidad de esta herramienta matemática a la que se ha recurrido con éxito en campos muy variados, desde la biología a la economía, e incluso para desarrollar modelos matemáticos con los que ayudar a resolver problemas de congestión administrativa en una corte de justicia, como por ejemplo hizo brillantemente el matemático Ricardo Miró.

Un tumor consiste en una población heterogénea de células individuales que compiten entre sí por el espacio y los nutrientes. Sin embargo, las células cancerosas cooperan también en sus esfuerzos por sobrevivir, compartiendo moléculas conocidas como factores de crecimiento. Las células que no producen factores de crecimiento por sí mismas proliferan de forma ventajosa porque pueden utilizar los factores producidos por las células vecinas sin el coste de generarlos ellas. Lo que mantiene esta cooperación entre células cancerosas sigue siendo una pregunta sin respuesta clara, y continúa obstruyendo el progreso de las terapias médicas orientadas a sabotear el crecimiento del tumor.

El equipo de Gerhard Christofori, profesor en el Departamento de Biomedicina de la Universidad de Basilea en Suiza, se valió de una parte de la Teoría de Juegos que se ha empleado a menudo en economía, como modelo para analizar la provisión de bienes comunes. Existe un desequilibro en el consumo de estos bienes entre los que los proporcionan y pagan los costes de producción y aquellos que no pagan pero los consumen de todas formas.

La imagen microscópica muestra cómo unas células cancerosas (células incoloras), que no producen IGF-II pero que lo necesitan para su crecimiento, se reproducen en una población de células cancerosas que produce y consume IGF-II (células verdes). (Imagen: Daniela Ferarro, Universidad de Basilea)

Los investigadores aplicaron ahora este modelo a la cooperación entre miembros productores y no productores de la población de células cancerosas, para poder examinar si es también aplicable a procesos biológicos, como la carcinogénesis. Utilizando simulaciones informáticas, los investigadores pudieron calcular el equilibrio a largo plazo entre las células productoras y las que no lo son. Después utilizaron experimentos con células de cáncer pancreático para probar sus cálculos. Sus resultados estaban en línea con las predicciones del modelo de la Teoría de Juegos.

Además de encontrar que los procesos biológicos pueden ser pronosticados mediante simulaciones informáticas, los resultados de la nueva investigación sugieren que realizar estudios adicionales sobre las interacciones “sociales” entre las células cancerosas podría proporcionar más información sobre la dinámica del cáncer, y quizá servir de guía para el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

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