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Modelos matemáticos aplicados a la cura del cáncer

por 3 noviembre, 2018

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Modelos matemáticos aplicados a la cura del cáncer
Una ingeniera aeronáutica argentina nos cuenta cómo un seminario en un instituto de matemáticas de Alemania la ayudará a investigar métodos para curar el cáncer.
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Erika Schibber, de 32 años, estudió Ingeniería Aeronáutica en la Universidad Tecnológica Nacional de Argentina. Actualmente está haciendo su doctorado en Ingeniería Espacial en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), una de las universidades líderes en el área tecnológica junto con el Massachussets Institute of Technology (MIT).

Llegó a Alemania, en su primer viaje a Europa, para participar en un seminario de Matemática en el Instituto de Investigación Matemática de Oberwolfach, en Baden-Wurtemberg, que organiza conferencias semanales sobre diversos temas matemáticos y reúne a especialistas de todo el mundo.

Por lo general uno se imagina el trabajo de un ingeniero espacial en la construcción de cohetes para explorar otros planetas. Pero eso no es lo que hace Erika. Luego de su Master en Ingeniería Espacial, también en Caltech, aplicó para un doctorado, y fue aceptada en el equipo de investigación sobre Biomecánica que dirige Michael Ortiz, especializado en mecánica computacional, donde ahora investiga el comportamiento de los materiales sólidos, en especial, el de los tejidos del organismo humano.

Para explicar la relación entre su profesión y sus investigaciones en Caltech, Erika Schibber señala que "en realidad, si se toma a las células y a los tejidos como material, estos reaccionan de forma similar a un sólido o a un metal. Las ecuaciones con las que se pueden modelar esos materiales y las células son similares. Desde el punto de vista mecánico o matemático podemos modelar también las células”. Más específicamente, ella estudia cómo reaccionan las células al ultrasonido. "Estamos estudiando cómo las propiedades mecánicas de las células y tejidos están relacionadas con ciertas enfermedades”, dice la doctoranda en Ingeniería Espacial del GALCIT (Graduate Aerospace Laboratories) en Caltech.

En su viaje desde Pasadena, California, Erika no perdió oportunidad de conocer la Catedral de Colonia.

En su viaje desde Pasadena, California, Erika no perdió oportunidad de conocer la Catedral de Colonia.

"Una experiencia muy enriquecedora para el futuro”

En cuanto a su experiencia en Alemania, dice que fue muy enriquecedora e importante para el futuro de sus investigaciones. "En el seminario en el que participé había matemáticos e ingenieros de todo el mundo, y tuvimos la oportunidad de colaborar en un ambiente que es diferente a cualquier otro tipo de conferencia.” A los seminarios del Instituto de Investigación Matemática de Oberwolfach se llega solo por invitación, es decir que los organizadores eligen quién participa, y no es posible postularse a través de un proyecto. Ese instituto alemán, dirigido por el profesor Dr. Gerhard Huisken, otorga cada tres años el Premio Oberwolfach a jóvenes matemáticos que se destacan en campos de avance de esa ciencia.

"Éramos solo unas 50 personas, 40 de los cuales eran profesores muy exitosos de todo el mundo, cuyo objetivo era mostrar los nuevos avances que hay en matemática en el área de la ingeniería computacional. De ahí surgen siempre colaboraciones entre los profesores. Como soy alumna de doctorado, tuve la posibilidad de trabajar con los alumnos de muchos de esos profesores, y seguramente en el futuro habrá colaboración con alguno de ellos", cuenta Erika Schibber. En este momento, subraya, todo están enfocados en sus tesis, pero tal vez dentro de 10 o 15 años estarán en el lugar de esos profesores. "Las matemáticas ayudan a desarrollar nuevas herramientas de investigación”, resalta. "Por eso, este seminario especializado en Oberwolfach fue tan importante.”

Las terapias contra el cáncer serán cada vez más personalizadas, asegura Erika Schibber.

Las terapias contra el cáncer serán cada vez más personalizadas, asegura Erika Schibber.

Tratamientos individualizados

Según artículos científicos recientemente publicados, se plantea que un cierto tipo de células cancerosas son hasta un 70 por ciento más blandas que las células sanas, explica. "En base a esa hipótesis, pensamos que podríamos generar cierta excitación en las células con un ultrasonido para lograr que solo las células cancerosas mueran y las células  sanas queden intactas. Mi modelo matemático relaciona todas las variables y trata de predecir si hay un tejido con cierto volumen de células cancerosas y sanas, cómo sería el resultado, es decir, qué porcentaje de células cancerosas morirían al final y cuán eficiente sería el modelo aplicado a un tratamiento”. Asimismo, destaca que las investigaciones actuales en medicina apuntan a tratamientos más individualizados para cada paciente, ya que, hasta el momento, los tratamientos en medicina se desarrollan según los resultados del promedio.

"Lo que hacemos en el grupo de Michael Ortiz es estudiar el modelo matemático in vitro, en un laboratorio, Y estamos tratando de aplicar este tipo de tratamiento para combatir el cáncer de mama. Tal vez dentro de 10 o 15 años se podrá, con un modelo matemático, según la edad y otras características del paciente, definir las propiedades del tumor, y así se sabría cuál es el tipo de tratamiento para un tipo de cáncer determinado, y para esa persona en especial.

Para Erika, el futuro de la ciencia, también  el de la medicina, se basará cada vez más en el trabajo interdisciplinario. Y en el intercambio entre las diferentes universidades. Y está visto que un ingeniero aeronáutico no solo puede diseñar naves espaciales, sino que sus conocimientos se entrelazan en investigaciones que pueden también ser de gran utilidad para el ser humano, aquí en la Tierra.

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