El cáncer de pulmón provoca una cifra considerable de muertes anualmente. La evidencia científica ha corroborado que la radioterapia es eficaz en el tratamiento del cáncer de pulmón. Sin embargo, también puede dañar el tejido sano y esto limita la dosis que se puede administrar al cáncer de pulmón. De hecho, la irradiación del tórax puede producir lesiones pulmonares inducidas por radiación en hasta el 30 % de los casos, según estudios previos.

Para estimar el riesgo de dañar los tejidos sanos del pulmón con la radioterapia, se pueden utilizar modelos matemáticos. En este terreno, un innovador modelo informático de un pulmón humano desarrollado en la Universidad de Surrey (Australia), con ayuda de inteligencia artificial, está ayudando a los científicos a simular, por primera vez, cómo interactúa una ráfaga de radiación con el órgano a nivel de célula por célula, tal como exponen en la revista ´Communications Medicine´.

El modelo incorpora información espacial sobre la dosis de radiación y replica los hallazgos observados en ratones y humanos sobre las cicatrices pulmonares causadas por la radiación. En concreto, replica una pequeña sección de las vías respiratorias distales de los pulmones humanos, es decir, un segmento alveolar, donde se apilan tres capas de alvéolos en forma cilíndrica. Cada capa incluye seis alvéolos, que están modelados como esferas huecas. La superficie de cada esfera, a su vez, está revestida por tres tipos celulares principales: las células mesenquimales (fibroblastos y miofibroblastos) en la capa externa, las M1 y M2 en la capa interna, y las células epiteliales (tipos 1 y 2) en la capa media.

Después del daño inducido por la radiación en la capa epitelial, las AEC2 pueden volverse apoptóticas o entrar en un estado dañado y eventualmente senescente. Por tanto, este estudio, según sus autores, "sienta las bases para seguir investigando los efectos de diferentes tratamientos radioterapéuticos sobre la aparición de fibrosis pulmonar inducida por radiación mediante modelos mecanicistas".

"BioDynaMo hace posibles modelos interactivos de órganos humanos completos. Esto nos permitirá modelar los pulmones de pacientes individuales de una manera que simplemente no es posible con los métodos estadísticos muy generales que utilizamos actualmente", agregaron.

Asimismo, consideran que se requieren mayores esfuerzos para mejorar la comprensión de los mecanismos subyacentes a las vías que vinculan el daño por radiación y la toxicidad en tejidos normales, con el objetivo final de ampliar la ventana terapéutica.