Procesamiento de señales genómicas podría aportar ideas para tratamiento del cáncer

Dan Schonfeld, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Illinois en Chicago (IL, EUA) y experto en análisis de imágenes y video, estudia las interacciones y expresiones genéticas de manera análoga al funcionamiento de las redes eléctricas o de computadores, como director de proyecto e investigador principal en una financiación de 1,2 millones de dólares del Instituto Nacional de Salud (Bethesda, MD, EUA), por cuatro años.

"La idea es que el ADN expresa las proteínas y que la cantidad y tipo de proteínas determinan el estado del organismo”, dijo el Dr. Schonfeld. "Si el nivel de expresión de un ADN aumenta, podría reducir el de otro. Hay una relación simbiótica entre los genes de una red y el nivel de expresión individual de las proteínas depende de las demás”.

El Dr. Schonfeld prevé que este comportamiento dinámico conduce a la producción de buenas y malas proteínas y que con el empleo de las herramientas de las matemáticas y la ingeniería se tendría una forma de controlar dicha producción. Para lograrlo, modela junto con sus colegas unas redes reguladoras de genes como una cadena de Markov – una herramienta estadística de modelación empleada con frecuencia en el desarrollo de software – y mediante el seguimiento periódico de la red y la introducción de pequeños cambios o alteraciones pueden lograr un nivel de control. "Realmente, definimos un nuevo campo de la teoría de alteraciones inversas donde decimos, sabiendo hacia dónde queremos ir, cuál es el cambio más pequeño que necesitamos introducir en la red para garantizar que, donde quiera que estemos, vamos a terminar donde queríamos estar”, dijo.

El Dr. Schonfeld informó que su objetivo es tomar los resultados de los análisis matemáticos, convertirlos en un protocolo para realizar pequeños cambios, colocar en la célula sustancias específicas que produzcan un pequeño cambio en la red y estudiar su comportamiento en el tiempo para verificar si se obtuvo el resultado predicho por el análisis matemático.

El modelo hipotético será probado en células de melanoma con moléculas de plásmidos y ARN interferente diseñados para regular los niveles de expresión de genes específicos de la red de melanoma. "Necesitamos alterar y afectar la influencia de un gen sobre otro para orientarlo en una mejor dirección”, dijo. "Un resultado exitoso de la aproximación propuesta para el tratamiento de células malignas de melanoma serviría como base para el desarrollo de estrategias terapéuticas en otras redes de cáncer”.

Observó el Dr. Schonfeld que una aproximación interdisciplinaria es "crucial para desarrollar decisiones clínicas y tratamientos innovadores en la investigación del cáncer”.

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University of Illinois at Chicago