Ablación Electrolítica: Estudio in silico e in vitro de la Permeabilización del Tejido

H SCHINCA; N OLAIZ; G MARSHALL; P TURJANSKI

Workshop; La matemática como herramienta para entender la biología / la biología como fuente de problemas matemáticos; 2015

La Ablaci ́on Electrol ́ıtica (EA) de tumores, tambi ́en denominada Tratamiento Electroqumico consiste en el pasaje de corriente el ́ectrica continua a trav ́es de dos o m ́as electrodos insertos localmente en el tejido a tratar, con el objetivo de destruirlo principalmente por necrosis [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Es sabido que, durante la EA, frentes de pH opuestos surgen de ambos electrodos ( ́acido en el  ́anodo y b ́asico en el c ́atodo) hasta que los mismos colisionan en alg ́un lugar entre ellos. Estas alteraciones de pH pueden ser utilizadas para predecir la extensi ́on del  ́area de tejido necrosada [7], la cual puede ser, en parte, atribu ́ıda a la electrocoagulaci ́on [6]. Algunos autores proponen tambi ́en que la ablaci ́on se produce en parte a la electropermeabilizaci ́on [8, 9]. Trabajos previos [3, 5] presentan modelos in silico que predicen de manera muy aproximada el avance de los frentes de pH. Sin embargo, dichos modelos no permiten observar de manera directa el  ́area del tejido permeabilizada. El factor de permeabilizaci ́on de la membrana celular es la facilidad con que las mol ́eculas pueden atraversarla y depende principalmente de la carga el ́ectrica y, en menor medida, del tama ̃no de la mol ́ecula que atraviesa la misma [10]. En el presente trabajo se propone extender el modelo in silico desarrollado en [5], el cual utiliza ecuaciones de Nernst-Planck para modelar el transporte i ́onico, incorpor ́andole un modelo de permeabilizaci ́on tisular. Los resultados obtenidos son comparados con los de un modelo in vitro de yema de huevo. Las predicciones del modelo in silico muestran que la permeabilizaci ́on no jugar ́ıa un papel importante en la ablaci ́on para esta terapia ya que este fen ́omeno s ́olo se produce en la regi ́on circundante al  ́anodo, mientras que el tejido necrosado ocupa las regiones tanto del  ́anodo como las del c ́atodo. Este resultado es significativo ya que descarta la hip ́otesis sugerida por algunos autores de que la ablaci ́on se debe a la electropermeabilizaci ́on [8, 9], reforz ́andose cada vez m ́as la hip ́otesis acerca de que, en realidad, son los frentes de pH extremos los causales de la destrucci ́on del tejido.