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Los científicos de la Universidad Johns Hopkins describen los procesos biológicos que lleva a cabo el cáncer mediante modelos matemáticos. La teoría de juegos podría ayudar a combatir las metástasis

La Teoría de juego Es un campo de las matemáticas aplicadas que examina de manera formal y abstracta las decisiones óptimas que deben tomar los oponentes cuando se enfrentan a un “conflicto”. Cada persona elige de acuerdo con estos modelos, teniendo en cuenta las acciones que otros tomarían. Y si bien tiene un aspecto matemático y económico muy fuerte, lo cierto es que también se usa en biología e incluso se puede aplicar para comprender y combatir eso. cáncer.

Fundado formalmente por matemático John von NeumannEl caso típico en el que se utiliza la teoría de juegos es el familiar.El dilema del prisionero‘. La declaración clásica este problema dicta lo siguiente:

La policía arresta a dos sospechosos. No hay pruebas suficientes para condenarlos y después de separarlos, visita a todos y les ofrece el mismo trato. Si uno confiesa y su cómplice no lo hace, el cómplice es condenado a un total de diez años y el primero queda en libertad. Si se calla y el cómplice confiesa, la primera persona recibe este castigo y es el cómplice el que queda libre. Si ambos confiesan, ambos serán condenados a seis años. Si ambos se niegan, solo pueden encerrarla durante seis meses por una tarifa más baja.

Teoría de juegos aplicada en biología

El incentivo que encontraría el preso para hacer trampa (confesar) se ve superado por la amenaza de castigo (que su cómplice confiese y vaya a la cárcel más tiempo). La aplicación de la teoría de juegos en biología suele estar relacionada con el estudio de evolución. En este caso los jugadores (prisioneros del dilema) no son racionales, ya que no podemos determinar estrategias adecuadas, sino que se heredan por nuestra genética.

Los resultados de la teoría de juegos evolutivos no se manifiestan en los años de prisión, sino en la capacidad reproductiva. Y dado que el uso de estos modelos es aplicable en biología, no hay duda de que puede extenderse a otros estudios. Así es como los científicos del Universidad Johns Hopkinsquien comenzó a visualizar los procesos tumorales desde una perspectiva de teoría de juegos.

Teoría de juegos para describir células tumorales

Cáncer que mató a 10 millones de personas en 2012 Organización Mundial de la Saludno puede considerarse un “juego”. Sin embargo, los científicos de Johns Hopkins decidieron aplicar algunas ideas de la teoría de juegos evolutivos para comprender los cambios y etapas que siguen las células tumorales.

Su estrategia fue determinar cómo las células cancerosas trabajan juntas para recolectar más y más energía. Sus experimentos podrían, en palabras de Kenneth J. Pienta, determine el mejor momento para atacar el tumor una vez que ha hecho metástasis.

La teoría de juegos aplicada al cáncer permitiría identificar los momentos “más vulnerables” de las células cancerosas, es decir, aquellos momentos en los que son más sensibles a los fármacos antitumorales. La metástasis es incurable hoy, Como resultado, una vez que el cáncer se ha diseminado desde el tumor primario a otras áreas del cuerpo, es muy difícil asegurar la supervivencia de estos pacientes.

Los investigadores utilizaron modelos matemáticos y computacionales para determinar los “parámetros del juego” basados ​​en sus propios interacciones biológicas entre dos tipos de células tumorales, los que vivían en condiciones oxigenadas y los que vivían en condiciones hipóxicas.

Dependiendo de las diferentes estrategias metabólicas que tenían, las células cancerosas mutaron (es decir, cambiaron algunas partes de su genoma en Adaptación a las nuevas condiciones ambientales). En este contexto de cambio de estrategia evaluado por la teoría de juegos, los científicos identificaron las etapas en las que el cáncer podría ser más susceptible al ataque con diversas terapias.

Describir procesos biológicos utilizando modelos matemáticos. En principio, podría darnos pistas sobre cómo podemos seguir adelante con los tratamientos médicos. Esta nueva aplicación de la teoría de juegos podría servir en el futuro para proporcionar armas terapéuticas más poderosas para combatir las metástasis y, en última instancia, ganar la batalla contra el cáncer.

Imágenes News_muc (Pixabay), Johanna Pung (Wikimedia), Centro Oncológico Vanderbilt Ingram

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