Científicos de la Johns Hopkins University describen los procesos biológicos que realiza el cáncer mediante modelos matemáticos. La teoría de juegos podría servir para luchar contra la metástasis
La teoría de juegos es un campo de la matemática aplicada que estudia de manera formal y abstracta las decisiones óptimas que deberían tomar adversarios cuando se encuentran ante un ‘conflicto’. Cada persona elige, según estos modelos, teniendo en cuenta las acciones que llevarían a cabo los demás. Y aunque tiene una vertiente matemática y económica muy fuerte, lo cierto es que también se usa en biología, y puede ser incluso aplicada para entender y combatir el cáncer.
Fundada formalmente por el matemático John von Neumann, el caso típico donde se emplea la teoría de juegos es el conocido ‘dilema del prisionero‘. El enunciado clásico de este problema dicta lo siguiente:
La policía arresta a dos sospechosos. No hay pruebas suficientes para condenarlos y, tras haberlos separado, los visita a cada uno y les ofrece el mismo trato. Si uno confiesa y su cómplice no, el cómplice será condenado a la pena total, diez años, y el primero será liberado. Si uno calla y el cómplice confiesa, el primero recibirá esa pena y será el cómplice quien salga libre. Si ambos confiesan, ambos serán condenados a seis años. Si ambos lo niegan, todo lo que podrán hacer será encerrarlos durante seis meses por un cargo menor.
La teoría de juegos aplicada en biología
El incentivo que hallaría el prisionero para defraudar (confesar) es superado por la amenaza del castigo (que su cómplice confiese y vaya a la cárcel más tiempo). La aplicación de la teoría de juegos en biología suele referirse al estudio de la evolución. En este caso, los jugadores (prisioneros del dilema) no son racionales, puesto que no somos capaces de decidir estrategias elegibles, sino que se heredan en función de nuestra genética.
Los resultados de la teoría de juegos evolutiva se muestran no en años de cárcel, 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 otras investigaciones. Así lo entendieron científicos de la Johns Hopkins University, que comenzaron a visualizar los procesos tumorales desde la perspectiva de la teoría de juegos.
Teoría de juegos para describir las células tumorales
El cáncer, que provocó la muerte de 10 millones de personas en 2012 según la Organización Mundial de la Salud, no puede ser considerado como un ‘juego’. Pero los científicos de la Johns Hopkins decidieron aplicar algunas ideas de la teoría de juegos evolutiva para comprender los cambios y etapas que siguen las células tumorales.
Su estrategia fue determinar cómo las células cancerosas cooperan con el objetivo de reunir más y más energía. Sus experimentos podrían, en palabras de Kenneth J. Pienta, determinar cuál es el mejor momento de atacar al tumor una vez que ya se ha producido la metástasis.
La teoría de juegos aplicada al cáncer permitiría identificar los momentos más ‘vulnerables’ de las células cancerosas, es decir, aquellos instantes en que fueran más sensibles a los fármacos antitumorales. La metástasis hoy en día es incurable, por lo que una vez que el cáncer se ha extendido desde el tumor primario a otras zonas del organismo, resulta muy difícil asegurar la supervivencia de estos pacientes.
Los investigadores utilizaron modelos matemáticos y computacionales para establecer los ‘parámetros del juego’, basándose en las propias interacciones biológicas entre dos tipos de células tumorales, aquellas que vivían en condiciones ricas de oxígeno y aquellas en condiciones de hipoxia.
En función de las diferentes estrategias metabólicas que tuvieran, las células cancerosas mutaban (es decir, cambiaban algunas piezas de su genoma para adaptarse a las nuevas condiciones ambientales). En este contexto de estrategia-cambio evaluado mediante teoría de juegos, los científicos identificaron las fases en las que el cáncer podría ser más susceptible de ser atacado con diversas terapias.
Describir los procesos biológicos con modelos matemáticos podría, en principio, darnos pistas de cómo avanzar en los tratamientos médicos. Esta aplicación novedosa de la teoría de juegos tal vez sirva en el futuro para contar con armas terapéuticas más sólidas para luchar contra la metástasis y por fin, ganar la batalla al cáncer.
Imágenes | Nachrichten_muc (Pixabay), Johanna Pung (Wikimedia), Vanderbilt Ingram Cancer Center
