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El modelo computacional , diseñado por María Elena Escobar Ospina, doctora en Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), simula mediante técnica de vida artificial el ciclo de vida del virus del papiloma humano (HPV16), uno de los responsables de la mayoría de cánceres ocasionados por el VPH, entre ellos el de cuello uterino (o cervical), anal, vaginal, vulvar y orofaríngeo (garganta).
Después de estudiar en detalle el desarrollo del VPH en el cuerpo humano, la investigadora indagó sobre los métodos que pueden prevenir la enfermedad.
“Existen por lo menos tres tipos de vacunas preventivas (profilácticas), es decir que pretenden evitar el desarrollo de la enfermedad en personas sanas, siempre y cuando no exista una exposición previa al virus. Su máxima eficacia depende de que sea suministrada antes de que la persona inicie su actividad sexual”, afirma la ingeniera Escobar.
Sin embargo, este tipo de vacunas no protegen contra todas las infecciones del VPH que producen cáncer de cuello uterino y –aunque se ha demostrado que previenen futuras infecciones y lesiones– no ayudan a eliminar las existentes.
Por eso su interés estuvo centrado en las vacunas terapéuticas, las cuales tratan un cáncer que ya está presente y buscan fortalecer las defensas naturales del cuerpo eliminando células infectadas o reduciendo su cantidad.
El modelo HPV16-ALIFE implicó la revisión de tres componentes: el ciclo de vida del virus de papiloma humano, especialmente el tipo 16; el sistema inmune humano (innato y adaptativo), encargado de atacar los organismos y las sustancias que invaden los sistemas del cuerpo y causan las enfermedades, y los posibles objetivos a ser enfocados por vacunas terapéuticas para el tratamiento de cáncer cervical.
En una pantalla de computador, el prototipo representa un comportamiento semejante a la vida y está diseñado para simular la aplicación de una vacuna terapéutica que indica carga, dosis y frecuencia. Después muestra los cambios que sufren tanto el sistema inmune como los componentes que son estimulados o bloqueados al inyectar el compuesto.
Para probar el modelo fueron simulados pacientes virtuales con la enfermedad; algunos de ellos recibieron vacuna terapéutica y otros no. En el grupo de pacientes vacunados, algunos recibieron vacuna terapéutica (basada en células dendríticas autólogas) sin adyuvante, y otros vacuna terapéutica con adyuvante (se prueban tres diferentes adyuvantes (sustancias inyectadas simultáneamente que hacen más efectiva la respuesta inmune).
En pacientes que no recibieron el modelo se desarrollaron condiciones de cáncer con tasas máximas de 18,86 %; entre quienes recibieron vacuna terapéutica sin adyuvante hubo una reducción del cáncer que reporta una tasa máxima del 1,81 % y en los pacientes tratados con vacuna y adyuvantes, las condiciones de cáncer solo alcanzaron un 0,65 % cuando se utiliza el primer tipo de adyuvante (IL-2), una tasa máxima de 3,12 % cuando se utiliza el segundo tipo de adyuvante (ligando de TLR3), y una tasa máxima de 2,85 % cuando se utiliza el tercer adyuvante (ligando de TLR9).
“Observamos que la mayoría de poblaciones celulares del sistema inmune tratan inicialmente de defender al huésped (humano) de la infección persistente provocada por el virus. También observamos que las estrategias de vacunación modifican los microambientes simulados en el modelo y la variación en los comportamientos según la vacuna utilizada”, añade la investigadora.
Otro de los aportes de HPV16-ALIFE demostró que cuando el sistema inmune agota sus recursos y detecta una creciente población de células cancerosas, hace uso de la vacuna terapéutica. En ese momento, el modelo reporta que ha utilizada una dosis e indica la semana específica en que realiza tal acción. En otras palabras, para mitigar los efectos del cáncer se puede determinar el momento adecuado y la dosis óptima de aplicación.
“Los resultados fueron comparados con estudios clínicos reales. Así, constatamos que el modelo de vida artificial genera comportamientos y tendencias similares a los observados en la realidad”, destaca la doctora Escobar.
Por eso, el prototipo diseñado podría ser una herramienta de apoyo para los investigadores que diseñan vacunas terapéuticas para el control de cáncer cervical, además tiene potencial para estudiar otros cánceres originados por otros virus y estudiar otras enfermedades de origen autoinmune, pues disminuye los tiempos de evaluación al mostrar los posibles resultados de forma progresiva al tratar de enfocar distintos objetivos terapéuticos a través de vacunas. Además, por su diseño, facilita la incorporación de nuevos hallazgos relacionados con la enfermedad en estudio. (Fuente: UN/DICYT)
noviembre 9/2016 (noticiasdelaciencia.com)
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