Electroporación en el tratamiento de tumores : modelos teóricos y experimentales - Marino, Matías Daniel (2013)
Dentro de los tratamientos contra el cáncer, existen un grupo de técnicas que tienen como característica común la aplicación de campos eléctricos a través de la utilización de electrodos. Entre las ventajas que presentan con respecto a las terapias tradicionales (cirugía, quimioterapia, radioterapia) se pueden mencionar la eficacia, la seguridad, el bajo costo económico y la aplicación ambulatoria. La técnica de electroporación celular consiste en permeabilizar localmente la membrana celular mediante la aplicación, a través de electrodos, de pulsos eléctricos cortos y de gran intensidad (Pulsos de Campo Eléctrico (PEF)). Esto permite el ingreso de agentes terapéuticos al interior de la célula para los cuales la membrana plasmática representa una barrera físico-química. Los agentes terapéuticos pueden variar según el tipo de tratamiento que se realice. A modo de ejemplo, en la Electroquimioterapia (ECT) se utilizan drogas quimioterápicas clásicas. En el caso de la Electroterapia Génica (GET), se utilizan moléculas de ADN y ARN. En ambos casos, la mayor absorción de las células producto del proceso de electroporación antes mencionado, se traduce en la posibilidad de utilizar menores concentraciones de dichos agentes, lo que implica daños colaterales reducidos y costos económicos. Analizar el rol del pH en las terapias mencionadas resulta de gran importancia dado que las reacciones electroquímicas que ocurren en el tejido debido a su aplicación generan valores extremos de pH, los cuales resultan tóxicos para las células. En este trabajo de tesis, se presentan dos extensiones a un modelo matemático-computacional ya existente, el cual consta de un sistema determinístico de ecuaciones diferenciales de reacción-transporte que describe las leyes de conservación físico-químicas y cuya resolución se obtiene computacionalmente a través de métodos numéricos. En la primera extensión, se modela la presencia de distintos tipos de tejido. En la segunda, se agregan más especies iónicas que funcionan como reguladores y amortiguadores del pH (especies buffer ). Además, ambos modelos se comparan entre sí y se cotejan con experimentos in vivo realizados en ratones a los que se les aplicó un procedimiento estándar de Electro Terapia Génica (GET). Las nuevas extensiones presentadas ratifican la presencia de pH extremo en la zona cercana a los electrodos y mejoran las predicciones del modelo original tomado como base. Se espera que la simulación numérica de estos modelos contribuya a ajustar y calibrar los parámetros de la terapia.