Un modelo espacio-temporal para el crecimiento de tumores sólidos cuando es mediado por células madre

J. RIVERA; C.A. CONDAT; R.A. RAMOS

Huerta Grande

Congreso; Séptima Escuela Argentina de Matemática y Biología - BIOMAT 2016; 2016

Comisión Organizadora de BIOMAT

Hay cada vez más evidencia de que el crecimiento del cáncer es frecuentemente mediado por células madre cancerosas, una variedad patológica de las células madre normales. Se supone que estas células, cuyo comportamiento estaría fuertemente influenciado por el ambiente local, tienen la capacidad de escapar la terapia citotóxica y serian entonces responsables por el desarrollo de la resistencia. Hemos desarrollado un modelo simulacional para el crecimiento de tumores sólidos, cuando este es debido a las células madre cancerosas. En este modelo consideramos una red poblada por cinco tipos celulares: células sanas, células cancerosas diferenciadas, células madre cancerosas en ciclo (CMCC), células madre cancerosas quiescentes (CMCQ) y células muertas. Establecemos un conjunto de reglas para la diferenciación celular, la mitosis y la muerte; en cada nodo de la red estos procesos son regulados por las concentraciones celulares en nodos vecinos. Por ejemplo, las CMCQ pueden diferenciarse en células cancerosas diferenciadas cuando la densidad media de células cancerosas (CMCC, CMCQ y células cancerosas diferenciadas) en su vecindad excede un umbral UD. Comenzando con una semilla de células madre cancerosas, mostramos que el tumor crece de manera que la mayoría de las células madre se ubican en la periferia, mientras que las células cancerosas diferenciadas forman la mayor parte del volumen interior. Luego de un algún tiempo, una zona necrótica emerge en la zona central. Investigamos la sensibilidad del sistema a cambios en los diversos parámetros relevantes, tales como el umbral UD, la tasa de diferenciación de las CMCQ y la tasa de transformación de CMCQ en CMCC. Finalmente, exploramos las condiciones para el éxito de una terapia de diferenciación en la que un agente diferenciador terapéutico, tal como el ácido retinoico, se difunde desde el sistema vascular y es absorbido por las CMCQ, induciéndolas a diferenciarse cuando la concentración local del agente diferenciador excede un cierto umbral.