CIENCIA › BIOFISICA Y BIOMATEMATICA: CUANDO VARIAS CIENCIAS COLABORAN ENTRE SI SIN PELEARSE

Chagas e inmunidad, vuelta y vuelta

El jinete y búho de la medianoche está ahora en Córdoba, en la Famaf (Facultad de Matemáticas, Astronomía y Física) de la Universidad de Córdoba, dialogando con Carlos Condat, físico, sobre modelos biomatemáticos y biofísicos.

 Por Leonardo Moledo

–Bueno. Empecemos... empecemos. A ver... Usted es...

–Doctor en Física, investigador del Conicet. Me inicié como investigador en materia condensada y me he derivado poco a poco hacia la biofísica y la biomatemática.

–Bueno, ahí estamos: cuénteme (o mejor dicho cuente a los lectores) qué son.

–Bueno, esencialmente es la formulación de modelos para entender la realidad biológica. Algunas veces esos modelos tienen un contenido que uno puede asociar con la física (entonces hablamos de biofísica) y otras veces los modelos se describen en términos de ecuaciones, con lo cual hablamos de biomatemática.

–Déme un ejemplo de modelo biofísico con el que trabaje...

–Bueno, podría ser el del crecimiento del cáncer. Hay fenómenos que existen y que uno debe tomar siempre en cuenta, como los fenómenos de transporte de nutrientes, de difusión, de migración y de absorción celular, que están ciertamente descriptos por las leyes físicas. Otro modelo es el de la interacción entre el sistema inmune y la enfermedad de Chagas. En ese caso no hay nada de física, porque básicamente uno tiene un sistema biológico y lo que hace es ponerlo en términos de ecuaciones. Eso tiene la ventaja de que uno puede formalizar las preguntas en forma más específica que teniendo simplemente la idea cualitativa de lo que es el fenómeno.

–¿Los fenómenos biológicos son reductibles a modelos físicos o matemáticos? Si uno lo entiende así, es una cosa. Pero si el fenómeno es irreductible, la vida es simplemente cualidad.

–Yo creo que hay un poco de las dos cosas. Uno procura entender parte de los fenómenos asociados a la vida, pero no todo. Por eso le decía que las ecuaciones sirven para focalizar las preguntas, pero es muy difícil generar un modelo que incluya la totalidad. Yo lo enfoco de manera reduccionista, pero atacando una parte. De todos modos, conozco otras personas que lo miran desde un punto de vista más global...

–¿Y qué parte no es reductible?

–Supongo que si uno mira el fenómeno en el conjunto, se podría asegurar que hay propiedades emergentes. A mí me resulta difícil ver que todas esas propiedades puedan ser concebidas como suma de partes: hay fenómenos cooperativos que quizás, a un nivel muy extremo, sean reductibles en forma ideal, pero en la práctica no.

–¿En la práctica? ¿O es irreductible en serio? Porque cualquier sistema biológico está constituido por átomos, y no sé si se podría definir un sistema biológico en base a la física cuántica.

–Eso es casi una postura filosófica. Yo tiendo a ser un poco más práctico.

–Cuénteme, entonces, la relación entre el sistema inmune y el Chagas.

–Nosotros estamos viendo la interacción de anticuerpos con el Trypanosoma cruzi, analizando cómo este último invade las células cardíacas, se reproduce allí y emerge, y cómo durante ese proceso debe combatir contra el sistema inmune. El trabajo que hemos realizado ahora tiene como eje el análisis de la incidencia de un producto químico en esa relación. Ese químico es el M1, que puede estar en la membrana de las células y sobre el cual se habían hecho algunos experimentos que no se habían entendido hace unos años. Con nuestro modelo pudimos explicar lo que ocurría, que era curioso. Se había demostrado ya que cuando uno añadía a ratones ese GM1 en cantidades pequeñas, la enfermedad tendía a curarse y los ratones a sobrevivir. Pero si uno agregaba más allá de esa cantidad, se morían. El modelo nuestro nos permitió describir ese proceso.

–¿Qué pasaba?

–Aparentemente cambia la viscosidad de la membrana celular, lo que hace más difícil que el trypanosoma invada la célula. Pero si uno pone demasiado, lo que ocurriría es que albergaría dentro de sí más trypanosomas invasores: cambia de fase adentro, de una fase invasiva a una reproductiva, adentro se reproduce, crece y luego revienta la célula, lo cual hace que la enfermedad se propague.

–¿Qué hace el trypanosoma una vez que está adentro de la célula y se reprodujo? ¿Por qué va destruyendo el tejido cardíaco?

–Bueno, entra en una fase y cambia de forma; se reproduce en el citoplasma y los individuos que ha creado terminan por romper la célula. Esa es una de las razones por la cual esta investigación debe ser interdisciplinaria. Yo le puedo responder a su pregunta de manera un poco esquemática, por mi condición de físico. Un biólogo le podría explicar mejor.

–¿El proceso es lento?

–El trypanosoma entra, hay un período de espera de 4 o 5 días y luego empieza la reproducción. Luego pasa otro tanto tiempo hasta que se destruye la célula. Esa es la etapa aguda del Chagas, al comienzo. Después lo que ocurre es que quedan muy pocos trypanosomas que sobreviven durante años y años causando una agitación indebida del sistema inmune.

–¿Qué pasa entre el trypanosoma y el sistema inmune? Cómo son las relaciones?

–El modelo nuestro se limita a la parte aguda. En la parte aguda, lo que nosotros pensamos es que uno tiene una distribución de trypanosomas en la sangre, que excitan las células productoras de anticuerpos (que pueden pegarse al trypanosoma y anularlo). Esas células crean anticuerpos cada vez más eficientes, es decir que hay un aprendizaje del sistema inmune, y luego, cuando una cantidad suficiente de anticuerpos se pegaron al trypanosoma, viene un macrófago y lo destruye. Por supuesto que el trypanosoma no está desprovisto de sus propias estrategias: a lo largo de su periplo echa señuelos que confunden al sistema inmune, por lo cual no es tan simple combatirlo. De todos modos, en humanos, termina triunfando el sistema inmune.

–¿Sí?

–Sí. En un 20 o 30 por ciento de los casos, la enfermedad crónica avanza, pero en general la persona queda sana. Hay alguna gente que piensa que hay una influencia genética en la supervivencia del trypanosoma por mucho tiempo.

–¿Y por qué esa preferencia del trypanosoma por las células del corazón?

–Eso depende también de la cepa del trypanosoma mismo. En Brasil, por ejemplo, hay otros órganos que son atacados. Esa sería una buena pregunta para biólogos.

–Bueno, pero lo tengo a usted.

–Lo que sí he oído, aunque no sé qué tan demostrado está, es que hay una influencia del campo eléctrico del corazón. Yo no sé cuán intenso es, pero se sabe que hay toda una coordinación del músculo que está manejada eléctricamente.

–¿Algo más que me quiera contar?

–Bueno, creo que los dos campos en los que trabajo son muy importantes y están en constante crecimiento. Creo que es muy prometedor, dado que tiene mucho interés para aplicaciones prácticas y para aplicaciones médicas. Nosotros, por ejemplo, estamos trabajando en movimiento bacteriano y nos damos cuenta de que cosas que aprendimos en el modelo del crecimiento del cáncer nos sirven mucho.

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Carlos Condat es doctor en Física, investigador del Conicet y trabaja sobre modelos biomatemáticos y biofísicos en la Famaf.
 
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