Modelo matemático contribui para diagnóstico precoce do melanoma

Elaborada junto a outras instituições, pesquisa busca acelerar descoberta de doença com alto potencial de metástase

Por - Editorias: Ciências
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Pesquisa visa a elaborar critérios quantitativos de análise de imagens de pele para utilizar na elaboração de modelos preditivos do desenvolvimento de melanomas – Foto: Cecília Bastos/USP Imagens

Cientistas da Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH) da USP participam de um estudo que pode contribuir para o diagnóstico precoce do melanoma — câncer de pele de baixa ocorrência, mas que apresenta um alto potencial de metástase, ou seja, espalhamento da doença.

A pesquisa combina esforços experimentais, computacionais e matemáticos para avaliar a formação de padrões espaciais em uma placa de cultura cohabitada por células normais e células de melanoma. Os pesquisadores estabeleceram um critério quantitativo para diferenciar arranjos espaciais de células tumorais e células normais em placas de cultura de acordo com a distância típica de separação entre o que foi observado. As partículas tumorais apresentam menores distâncias de separação mútua — fenômeno conhecido na literatura especializada como perda de inibição por contato.

Células normais são separadas entre si por distâncias maiores pelo fato de apresentarem elevados graus de inibição por contato. Experimentos conduzidos pelo médico Mauro Cafundó de Morais, com partículas normais e melanomas habitando um mesmo ambiente, provaram que células não deficientes constituem “oceanos” circundantes às diversas “ilhas” compostas exclusivamente de células de melanoma. Nas imagens é notável que as normais, localizadas em regiões mais próximas às “ilhas” de melanoma, tendem a ficar aglutinadas, distantes das células tumorais. Os resultados estão detalhados em artigo publicado pela revista britânica Scientific Reports.

A publicação apresenta um modelo matemático que auxilia na descrição e na previsão da dinâmica de ocupação das placas de cultura celular analisadas em laboratório. As predições, estabelecidas pelo modelo matemático por meio de simulações computacionais, foram confrontadas com dados experimentais. Uma boa concordância entre resultados foi demonstrada.

Métodos matemáticos de análise das imagens poderão auxiliar médicos e patologistas na classificação de diferentes padrões espaciais celulares como estados saudáveis, tumorais, pré ou pós-metástase. O estudo atual mostrou que células normais constituem “oceanos” circundantes às diversas “ilhas” compostas exclusivamente de células de melanoma – Foto: Reprodução/ Scientific Reports

As conclusões são promissoras, criando perspectivas de utilização do modelo apresentado para análise de novos experimentos, responsáveis por utilizar interações entre células normais e tumorais em placas de cultura ou em condições mais complexas como experimentos in vivo.

No futuro, espera-se que estes esforços contribuam para o desenvolvimento de ferramentas dedicadas a quantificar os padrões espaciais observados em processos de formação de melanoma, verificando também o desenvolvimento de tumores em suas fases pré-invasivas.

O estudo é coordenado pelo professor Alexandre Ferreira Ramos, do curso de Sistemas de Informação da EACH, e conduzido com colaboração de outros cientistas do Núcleo de Modelagem de Sistemas Complexos da Universidade, sendo financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) no âmbito do Programa Ciência sem Fronteiras.

 

Natália Dourado Silvério / Assessoria de Comunicação da EACH, com edição do Jornal da USP

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