Matemáticas para mejorar el tratamiento de la degeneración macular
14/06/21
Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han creado una simulación matemática que recrea el avance de la degeneración macular asociada a la edad, una de las principales causas de ceguera. Este modelo se puede utilizar para conocer mejor cómo se genera esta enfermedad y evaluar cuáles son los tratamientos más efectivos.
La degeneración macular asociada a la edad (DMAE) es una enfermedad degenerativa de la mácula, la zona central de la retina. Actualmente no tiene cura y se caracteriza por una pérdida gradual de la visión central y es la primera causa de ceguera en mayores de 65 años en los países desarrollados. En España, la DMAE se calcula que afecta a unas 800.000 personas. A nivel mundial, habría cerca de 196 millones de personas afectadas y se estima que ascenderán a 288 millones en el año 2040.
Existen dos tipos de DMAE: la fase seca o atrófica, que suele ser la inicial y la más habitual, que avanza de forma lenta y progresiva; y la fase aguda, denominada como húmeda o exudativa, que resulta menos frecuente pero que tiene un peor pronóstico a nivel visual. En esta última forma de DMAE se produce una angiogénesis bajo la retina, un crecimiento anómalo de vasos sanguíneos muy frágiles que pueden perder líquido y sangrar, lo que puede causar la destrucción de las células fotorreceptoras necesarias para la visión.
En esta investigación los científicos de la UC3M han creado una simulación de un modelo computacional de la angiogénesis (la propagación de capilares sanguíneos) que tiene en cuenta cómo se produce este proceso en el ojo. “En este caso lo que ocurre es que, con la edad, una barrera (que se llama la membrana de Bruch) que separa los vasos capilares de la parte interna de la retina se hace menos permeable y, por tanto, no llega el oxígeno ni los nutrientes suficientes a los fotorreceptores. Entonces éstos emiten una señal (que se llama factor de crecimiento) que se difunde, pasa adonde están los vasos sanguíneos y provoca que aparezca esta angiogénesis, que es lo que genera la enfermedad”, explica Luis L. Bonilla, del Instituto Universitario sobre Modelización y Simulación en Fluidodinámica, Nanociencia y Matemática Industrial "Gregorio Millán Barbany" de la UC3M, que ha publicado recientemente este artículo científico en la revista Biomedicines junto a Rocío Vega y Manuel Carretero.
En la práctica se conoce relativamente poco sobre la evolución y aparición de esta enfermedad y los investigadores esperan que con este modelado matemático puedan entender mejor cómo se genera esta patología, cuánto tiempo tarda en progresar y si hay alguna manera de frenarla con las terapias que se conocen hoy en día. “El modelo tiene varios parámetros que caracterizan el avance de la enfermedad. Uno puede cambiarlos y predecir cómo se va a desarrollar la enfermedad según tenga unos valores u otros, por lo que se puede utilizar para controlar cómo se produce el proceso”, explica el profesor Bonilla.
Las simulaciones numéricas del modelo sugieren que las terapias basadas en disminuir los factores de crecimiento y las proteínas cruciales para la angiogénesis pueden frenar temporalmente la enfermedad, mientras que otras terapias basadas en mejorar la adhesión celular podrían ser más efectivas a largo plazo. Además, este modelo se podría utilizar para investigar otras enfermedades de la retina, indican los científicos, como puede ser la retinopatía diabética o la asociada a la prematuridad de bebés, dado que en esos casos estas patologías se producen también por un crecimiento anómalo de vasos sanguíneos.
Referencia bibliográfica: R. Vega, M. Carretero, L. L. Bonilla, Anomalous Angiogenesis in Retina. Biomedicines 9, 224 (2021) (21 pp). doi:10.3390/biomedicines9020224
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