CLEVELAND—La evolución de la resistencia a las enfermedades, desde las enfermedades infecciosas hasta el cáncer, plantea un desafío formidable.
A pesar de la expectativa de que las mutaciones que confieren resistencia disminuirían en ausencia de tratamiento debido a una tasa de crecimiento reducida, la resistencia preexistente es generalizada en las enfermedades que evolucionan, como el cáncer y los patógenos, desafiando la sabiduría convencional.
En el cáncer, es bien sabido que es probable que existan pequeñas cantidades de células resistentes a los medicamentos en los tumores incluso antes de que se traten. En una especie de paradoja, antes del tratamiento, se ha demostrado repetidamente que estos mutantes tienen una aptitud menor que las células ancestrales circundantes de las que surgieron. Esto conduce a un escenario que parece romper las reglas de Darwin: ¿Por qué sobreviven estas células menos aptas?
En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad Case Western Reserve y la Clínica Cleveland revelan un descubrimiento fascinante: las interacciones entre estos mutantes y sus ancestros, como dos especies en un ecosistema, pueden ser la clave para comprender esta paradoja.
Sus hallazgos sugieren que estas interacciones ecológicas juegan un papel fundamental en la reducción de los costos de la resistencia, proporcionando una vía de supervivencia para la resistencia preexistente. Y no solo en el cáncer de pulmón, sino en varios contextos biomédicos donde la resistencia a los medicamentos es un desafío, incluidos otros cánceres, patógenos e incluso parásitos.
El estudio
Combinando simulaciones por computadora y resultados analíticos, el estudio establece un marco matemático para examinar el impacto de estas interacciones ecológicas en la dinámica evolutiva de la resistencia.
“Este es un hallazgo realmente emocionante porque resuelve algunas desacuerdos fundamentales entre la genética de poblaciones clásica y la ecología teórica”, dijo el investigador principal del estudio, Jacob Scott, médico-científico del personal en la Clínica Cleveland y profesor asociado de física y medicina en Case Western Reserve. Scott también es director asociado de ciencia de datos en el Centro Integral de Cáncer Case.
El estudio también destaca la relevancia clínica de estos hallazgos al diseñar genéticamente mecanismos de resistencia comunes observados en el cáncer de pulmón de células no pequeñas, una enfermedad notoria por la resistencia preexistente a las terapias dirigidas y la principal causa de muerte por cáncer en los Estados Unidos.
Cada línea celular de cáncer modificada genéticamente experimentó un beneficio por estar con su ancestro, en el ensayo de juego evolutivo del grupo cuando se cultivó con su ancestro sensible al tratamiento, tal como lo predijo la nueva teoría, cerrando la paradoja.
“Nuestros hallazgos ofrecen una nueva hipótesis atractiva de por qué la resistencia al tratamiento es tan común: las células resistentes se salvan de la extinción por las otras células que las rodean a través de un mecanismo ecológico”, dijo Jeff Maltas, autor principal del estudio y becario postdoctoral en Case Western Reserve. “Estos resultados proporcionan una nueva estrategia de tratamiento: diseñar tratamientos que interrumpan la interacción ecológica que permite que la resistencia gane terreno en primer lugar, en lugar de desarrollar nuevos medicamentos para poblaciones cada vez más resistentes”.
Esta investigación multidisciplinaria, que incluye física, genética, ecología teórica y oncología matemática, publicada en PRX Life, representa un paso significativo hacia la comprensión de la evolución de la resistencia. Los investigadores dijeron que la esperanza es que pueda conducir a enfoques innovadores para combatir el cáncer y las enfermedades infecciosas.
###
La Universidad Case Western Reserve es una de las principales instituciones de investigación privadas del país. Ubicada en Cleveland, ofrecemos una combinación única de oportunidades educativas vanguardistas en un entorno cultural inspirador. Nuestro profesorado de vanguardia se dedica a la enseñanza y la investigación en un entorno colaborativo y práctico. Nuestros programas de renombre nacional incluyen artes y ciencias, medicina dental, ingeniería, derecho, gestión, medicina, enfermería y trabajo social. Alrededor de 6.200 estudiantes de pregrado y 6.100 estudiantes de posgrado componen nuestro cuerpo estudiantil. Visita case.edu para ver cómo Case Western Reserve piensa más allá de lo posible.
revista
PRX Vida
Método de investigación
Estudio observacional
Asunto de investigación
No aplica
Título del artículo
Las interacciones ecológicas dependientes de la frecuencia aumentan la prevalencia y dan forma a la distribución de la resistencia a los medicamentos preexistentes
Fecha de publicación del artículo
03-jun-2024
