Modelo matemático de la progresión patológica de la tuberculosis
Ponente(s): Elisa Domínguez Hüttinger, Eliezer Flores-Garza, Mario A Zetter y Rogelio Hernández-Pando
La tuberculosis (Tb) es una enfermedad infecciosa causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis. Es la causa #10 de muerte a nivel mundial y aproximadamente una cuarta parte de la población está infectada por esta bacteria. Encontrar tratamientos eficientes es difícil ya que no se conocen a detalle los mecanismos patogénicos.
En este trabajo, proponemos un modelo matemático que nos permite estudiar a profundidad y simular de forma exhaustiva la progresión patológica de la tuberculosis. Nuestro modelo representa las principales interacciones entre la bacteria y el sistema inmunológico del huésped. Consideramos además cómo este acople dinámico entre la bacteria y el sistema inmune moldea y es modulado por el microambiente inflamatorio a través de diferentes adaptaciones fenotípicas.
Nuestro modelo matemático logra reproducir el comportamiento dinámico típico de un ratón infectado con Mycobacterium tuberculosis. Predice los efectos de variaciones genéticas (que corresponden a variantes paramétricas) sobre el resultado del proceso infeccioso. Particularmente, logramos identificar las condiciones inmunológicas del huésped que se asocian con una respuesta favorable. Además, encontramos que casi la mitad de las variantes genéticas evaluadas presentan biestabilidad, donde un punto de equilibrio equivale a la erradicación de la bacteria y el otro a una infección agresiva. Por medio de análisis de sensibilidad paramétrica y de bifurcaciones, logramos caracterizar cómo las transiciones entre salud y enfermedad son moduladas por perturbaciones en parámetros.
Nuestros resultados contribuyen a mejorar las estrategias de estratificación de pacientes y al diseño de nuevas y mejores herramientas terapéuticas que consideren el trasfondo genético y fase clínica del huésped.
Con esto, nos acercamos un paso a entender, frenar y revertir la progresión patológica de la tuberculosis.