Ciertos patrones de la naturaleza podrían ayudar a descubrir cómo se propaga el cáncer

Ciertos patrones de la naturaleza podrían ayudar a descubrir cómo se propaga el cáncer

Europa Press

Tiempo de lectura: 2' Actualizado 13:01

Ciertos patrones que se encuentran en elementos de la naturaleza como árboles, ríos, costas, montañas, nubes, copos de nieve y huracanes están mostrando u obedeciendo las reglas fractales. Una descripción fractal de muchas cosas es una historia sobre cómo crecen, según un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la Universidad del Sur de California (USC, por sus siglas en inglés).

En este caso, los patrones fractales también pueden ayudar a describir cómo el control de la expresión de la insulina señala la regulación de la glucosa en la sangre o cómo el cáncer se propaga en el cuerpo y las herramientas adecuadas para detenerlo.

Las matemáticas convencionales no pueden modelar adecuadamente la interacción de varios genes en diferentes marcos de tiempo, una base necesaria para cualquier medicamento contra el cáncer. El estudio, publicado en 'Frontiers in Physiology' por Mahboobeh Ghorbani, Edmond Jonckheere y Paul Bogdan del Departamento de Ingeniería Eléctrica de Ming Hsieh, es el primero en explicar la memoria, la dependencia cruzada y la fractalidad de la expresión génica.

La expresión génica es un proceso regulado que deja a una célula responder a su entorno cambiante. Permite, además, que la información almacenada en el ADN fluya dentro de un sistema biológico complejo. Sin la expresión génica, una célula no existiría.

Desafortunadamente, según Ghorbani, los modelos existentes "se basan en ecuaciones no lineales" que indican qué gen "es responsable de una enfermedad en particular, pero no cómo interactúan estos genes". Por tanto, "el problema con los modelos existentes es que solo ven parte de la red", explica.

Los investigadores establecieron las bases iniciales, detallando las características básicas de estas herramientas matemáticas aún por desarrollar. Ghorbani desarrolló el software para examinar y predecir las interacciones gen a gen en dos bacterias vivas, el E. coli y Saccharomyces cerevisiae.

Sus hallazgos demuestran, no solo que hay memoria en la expresión génica, sino también que la expresión génica muestra características fractales y de dependencia cruzada de largo alcance dentro de las interacciones entre los genes.

Si el mundo aparece como un fractal, que cambia constantemente en un patrón predecible, es muy probable que muchos objetos en la naturaleza tengan una estructura fractal. Además, la co-dependencia puede explicar cómo dos células cancerosas trabajan juntas en un conjunto, pero se matan entre sí en otro. O cómo los científicos pueden diseñar células tumorales para matar a su propio tipo. La memoria permite ver el ADN como un programa, un conjunto de instrucciones que constantemente se verifican entre sí.

Investigar la dinámica de la expresión génica "permite comprender los mecanismos y patrones que impulsan a los organismos biológicos", según Ghorbani. Este conocimiento ayuda, tanto desde el punto de vista científico, como de ingeniería, ya que "se puede explotar para detectar una anomalía o enfermedad". Luego, se pueden "diseñar células para realizar tareas específicas, como la administración de medicamentos para el tratamiento del cáncer", asegura ele experto.

Cuando los científicos diseñan una terapia para una enfermedad en particular, no pueden tener en cuenta un solo comportamiento genético, sino cómo este interactúa con otros genes en múltiples escalas de tiempo. De lo contrario, terminan tratando solo un defecto localizado.

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