El càncer és la segona causa de mort a tot el món (després de les malalties cardiovasculars), sent reconegut com una amenaça global. Els investigadors han fet grans avenços en l'aprenentatge de més detalls sobre com prevenir, diagnosticar i tractar el càncer. No obstant això, es desconeixen molts aspectes d'aquesta malaltia complexa i polifacètica. La investigació multidisciplinària que combina el modelatge matemàtic amb dades reals en aquesta àrea esdevé essencial per entendre com els tumors creixen, evolucionen i evaden pressions selectives com el sistema immunitari (SI) o les teràpies. La complexitat dels tumors comporta un gran nombre de preguntes com ara com heterogeneïtat i l'estocasticitat afecta les cèl·lules canceroses proliferació, l'acció de l'IS sobre ells i l'evasió de les teràpies anticancerígenes. Aquestes característiques s'aborden en aquesta proposta en el marc de teoria de sistemes dinàmics i modelització multiescala aplicada a evolució del càncer i teràpies anticancerígenes.

L'heterogeneïtat és una de les principals causes de resistència als tractaments dirigits en la terapèutica del càncer. Una distribució diversa de cèl·lules tumorals fenotípicament diferents abans del tractament amb fàrmacs predisposa a respostes no uniformes, donant lloc a l'eliminació de cèl·lules cancerígenes sensibles alhora que deixa il·leses les subpoblacions resistents. Hi ha una àmplia evidència de diversitat genètica entre les cèl·lules canceroses tant dins dels tumors com entre ells, sent la inestabilitat genòmica el principal motor de l'heterogeneïtat. Tanmateix, ara és evident que la variabilitat genètica per si sola no explica tota la variació de les respostes als fàrmacs anticancerígens dirigits. L'heterogeneïtat no genètica té diverses fonts: epigenètica, estocàstica i ambiental. Aquestes fonts d'heterogeneïtat poden produir diversitat fenotípica fins i tot en cèl·lules genèticament idèntiques. No és sorprenent que l'anàlisi de les conseqüències de la variabilitat no genètica de cèl·lula a cèl·lula en la resposta cel·lular als fàrmacs i el seu impacte potencial per al tractament de malalties humanes, inclòs el càncer, s'ha convertit en un tema crucial per entendre els fenòmens de resistència als medicaments i desenvolupar nous objectius. agents.

L'objectiu general d'aquest projecte és desenvolupar encara més la nostra investigació sobre el paper de l'heterogeneïtat en el càncer, identificant vies i mecanismes de resistència al tractament i, finalment, avaluar el disseny racional de teràpies combinatòries amb fàrmacs existents i prescriure noves estratègies terapèutiques per superar els efectes de l'heterogeneïtat. Amb aquesta finalitat, aplicarem diverses tècniques matemàtiques, que van des de la teoria de sistemes dinàmics fins al modelatge híbrid multiescala. Aquestes tècniques ens permetran abordar qüestions relacionades amb la generació de comportament heterogeni en tumors (degradació dels paisatges epigenètics (EL) i angiogènesi induïda per tumors), el seu paper en la immunoedició, com l'heterogeneïtat de les cèl·lules canceroses afecta els resultats de la immunoteràpia i la viroteràpia oncolítica. , i els efectes del soroll en els processos autocatalítics en càncer.