A Física e a Matemática contra o câncer

Todos os anos são gastos bilhões de dólares em pesquisas sobre o câncer, mas infelizmente até agora ainda não houve o que poderíamos chamar de um grande avanço. As drogas usadas nas terapias são extremamente caras, e muitas delas têm pouco ou nenhum benefício clínico. Apesar do grande investimento nesta área, a verdade é que a expectativa de vida para alguém diagnosticado com câncer que já tenha-se espalhado para outras partes do corpo, mudou pouco ao longo de várias décadas. 
Pacientes com leucemia poderão um dia receber um novo tipo de tratamento que utiliza um plasma - um gás de partículas eletricamente carregadas - para matar as células cancerígenas, mantendo as células saudáveis intactas. Fonte [5]
O físico Paul Davies, em um recente artigo da New Scientist [1], nos mostra que há outras maneiras de atacar o problema, usando não só a biologia, mas também a física e a matemática no estudo do comportamento das células cancerosas.

"A história da ciência nos ensina que grandes avanços surgem quando os conceitos fundamentais de uma matéria são revistos."  

No entanto, o fato que torna esta luta tão inglória é que, neste caso ainda existem alguns dificílimos obstáculos: as células cancerosas são muito complexas, e também bastante heterogêneas. Apesar disso, são sobretudo objetos físicos, com propriedades razoavelmente bem conhecidas, tais como tamanho, massa, formato, elasticidade, e potencial elétrico. Além do mais, as células cancerosas contêm bombas, alavancas, polias e outros apetrechos que são muito familiares para os físicos e engenheiros. 
Esquema mostrando a relação de forças envolvidas em um determinado tipo de célula que se descoca com velocidade V no sentido indicado. Fonte: [3]
Precisamos, porém, ficar longe da noção de que se busca uma cura, e pensarmos primeiramente em uma maneira mais eficaz de tentar controlar ou administrar o câncer. Uma vez que ele é diagnosticado, normalmente é muito determinístico em seu comportamento. Os tumores primários raramente são a causa da morte. Quando o cancro se espalha em todo o corpo e outros órgãos, é que as perspectivas do paciente se deterioram acentuadamente. Esta fase é conhecida como metástase.
  
A partir do tumor primário, as células entram através de espaços nas paredes dos vasos sanguíneos, e aí, arrastadas pela corrente, percorrem o sistema circulatório, às vezes individualmente, às vezes, em gangues invasoras.
Ilustração da fase inicial da metástase, chamada "intravasão". As células tutoriais (azuis), em contato com a corrente sanguínea, experimentam forças de cisalhamento que podem ser suficientemente intensas para ultrapassar  as forças de adesão, que as mantêm ligadas ao tumor primário. Uma vez liberadas na corrente sanguínea, elas se tornam as células tumorais circulantes, capazes de transmitir a doença para outros órgãos. Fonte:  [4] 

Uma fração desses migrantes fica atolada em vasos sanguíneos minúsculos chamados vênulas ou, mais espetacularmente, rolam ao longo da parede do vaso e arremessam para fora pequenos ganchos moleculares chamados caderinas
Durante este processo, as propriedades físicas e a forma das células podem se alterar bastante. Geralmente, as células cancerosas são deformadas em comparação com as células saudáveis ​​do mesmo tipo, uma transformação que pode afetar a sua mobilidade e aumentar o seu potencial invasivo. As células cancerosas são adeptas da construção de ninhos em tecido estranho, alterando a estrutura e as propriedades físicas da matriz extracelular do órgão anfitrião. Há também indícios de que um tumor primário pode enviar sinais químicos antes do tempo para preparar física e quimicamente o terreno para a posterior colonização.

Nós não precisamos saber os detalhes intricados do interior das células cancerosas para descobrirmos como o seu comportamento global pode ser controlado. É bem conhecido que as células regulam a ação dos genes não apenas como resultado de sinais químicos, mas devido às propriedades físicas do seu micro-ambiente.  
Podem ser detectadas forças, tais como tensões de cisalhamento e também a elasticidade dos tecidos. As células também são sensíveis à temperatura, campo elétrico, pH, e pressão, entre outras grandezas físicas. Todas estas variáveis ​​oferecem oportunidades para intervir e estabilizar as células cancerosas disseminadas. 

Atualmente, os programas de pesquisa do câncer contêm um número muito grande de dados técnicos, mas pouco entendimento. Remodelando a paisagem conceitual, com uma forma de ataque mais ampla, talvez possamos finalmente ver avanços na luta contra uma doença tão temida, e que atinge tantas famílias no planeta.
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8 comentários:

  1. Olá, Jairo!!!!

    Notícias muito alvissareiras nessa luta que a humanidade trava contra esse mal!!!!
    Acredito que... era isso o que faltava para vencermos esse monstro chamado... Câncer!!!! Falo da atuação em equipe das... "Meninas Poderosas"!!!! A química que agia só, agora tem a ajuda da matemática e da física!!!!
    Te segura "monstro véio" e é melhor que... "pede pra sair"!!!!! KKKKKKKKK!!!!

    Estou gostando de ver você, mais animado com o seu blog, Jairo!!!!
    Como sugestão minha para postagem: gostaria de uma sobre... como obter e empregar a energia eólica.

    Um grande abraço!!!!!



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  2. Anotada a sugestão, Valdir. Energia eólica. Já adianto que o Rio Grande do Norte é poderoso nisso!
    Venta muito por aí, não é amigo?
    Vou aproveitar que estou de férias e deixar alguns posts extras aqui no infra.
    Obrigado e abraço.

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  3. Bom dia Jairo!
    O câncer é uma epidemia que vem dizimando a população mundial. Minha avó e minha mãe morreram de câncer; minha tia tem câncer; seria genético? Na verdade eu duvido que não haja a cura para o câncer, assim como para a aids*. Minha tia precisa fazer um tratamento que custa a bagatela de R$8.000,00 por mês... e talvez precise para o resto de sua vida.. como conviver com isso? Ela vai tentar pelo sus... a questão é: para que fornecer uma cura se assim os laboratório faturam milhões, ou bilhões somente para tratamentos que prolonguem a vida, mas não as curam da doença? Tudo gira em torno do dinheiro. Acho que ando meio cético com certas coisas, mas é que vemos tanta sacanagem por aí que já ficamos receosos em acreditar em qualquer coisa. De qualquer forma é interessante ver que a matemática e a física estão envolvidas na "busca" da cura. Quem sabe um dia as pessoas sejam mais humanas...

    [*] sobre a aids, depois que li um livro: John curou-se da aids, minha visão mudou muito. Na verdade algumas pessoas conseguiram eliminar o vírus apenas desintoxicando seus corpo. Especificamente neste livro, a pessoa passou a consumir apenas sucos de frutas por um período, e eliminou todo tipo de vício, como café, gordura, estresse, dormir tarde... sua situação foi piorando, acho que foi a abstinência, mas de uma hora para outra começou a melhorar e a cada dia ficava mais forte. Passou então a ingerir hortaliças... bem, no fim estava ótimo e não tomou nenhum coquetel de drogas, apenas os frutos que a natureza nos fornece e que desprezamos tão ignorantemente...

    Ficou bom o novo layout do blog. Parece que está mais animado, assim espero!

    Um grande abraço!

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  4. Kleber:

    Em 2008, o Instituto Nacional do Câncer, dos EUA, decidiu que o campo das pesquisas deveria beneficiar-se com a entrada de matemáticos e físicos, cujos métodos diferenciam-se bastante dos usados pelos biologistas.

    Foram criados na época, 12 (eu disse 12) centros envolvendo físicos e oncologistas. Quatro anos depois, esta iniciativa começa a render frutos, como por exemplo, o entendimento maior sobre o comportamento a respeito da modificação da elasticidade das células cancerosas, que é sobretudo um comportamento físico.

    Como sempre, vamos ficar esperando novidades vindas do norte, pois aqui por essas bandas, as pesquisas nesta área não decolam mesmo, por uma série de motivos que nem compensa citá-los aqui.

    Pelo que li do artigo da New Scientist, eles nem estão pensando mais em cura, mas sim em minimizar ou neutralizar o caminho das células cancerosas de um tumor localizado,através do sangue, até os outros órgãos. Evitar a chamada metástase, que é a que mais debilita o paciente.

    Não creio nesta "conspiração" que você cita, de que não haveria cura para o câncer. É que o comportamento das células, neste caso, é mesmo muito difícil de ser controlado.
    Afinal de contas, pessoas de todo o tipo têm morrido no mundo devido à doença, tanto ricos como pobres, parentes de pesquisadores, líderes políticos, enfim, acho que se fosse questão de dinheiro, pelo menos para estas pessoas já teriam um jeito de resolver.

    Fiquei sentido por você relatar aqui que perdeu dois entes mais do que queridos pra gente, no caso, sua avó e sua mãe. Em abril do ano passado, perdi minha irmã, também por causa desta doença.
    Quando acontece isso, nós ficamos meio revoltados, e não entendemos como os cientistas não conseguem descobrir a cura. Talvez eu possa estar enganado e você estar certo, mas acredito que é mesmo muito complicado lidar com as células cancerosas. Elas são muito heterogêneas. Matematizar isto, quando há milhões de padrões de comportamento, e o que é pior, quando estes padrões se modificam com o tempo, é a questão.

    A respeito da cura da AIDS:
    Tenho uma prima que é soropositiva e descobriu isso há mais de 10 anos. Ela toma aqueles coquetéis e esta seguindo firme, levando a vida normalmente. E pensar que tantos morreram cedo, no início da descoberta da doença, tais como Cazuza, Renato Russo,...

    Eu acho que cada pessoa responde de uma maneira diferente aos chamados tratamentos alternativos. Steve Jobs, por exemplo, um assim digamos, ex-Hippie, tentou se curar no início sem a ajuda da medicina tradicional. Muitos acham que se ele tivesse feito, já no início, uma cirugia, usando a medicina tradicional, talvez pudesse ter prolongado a vida. Só no finzinho, ele acabou se rendendo, vendo que os alternativos não surtiam efeito. Também acredito que o caso que você citou tenha funcionado para aquela pessoa, só à base de frutas e da Natureza. Como descobrirmos o que dará mais certo, no caos de uma doença? Eis a questão.

    Mudei o template do blog pois achei que o outro estava meio limitado, apesar de que eu gostava dele também. Além disso sempre achei legal esta coisa de colocar um resumo de vários posts na mesma página, com a opção do "Ler mais". Então aproveitei que estou de férias e fui remodelando algumas coisas. Não sei se vc disse que o visual do blog está mais animado ou se sou eu. Nas férias, meu amigo, tudo fica mais fácil. Vou tentar levantar ainda mais o astral do INFRAVERMELHO, postando com mais frequência, mas isso não é uma promessa. :)

    Abraço.






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  5. Olá, Jairo!!!!

    De volta e... eu e o Kleber achamos que você Jairo... está mais animado e isto se reflete, por exemplo: na mudança gráfica que está realizando aqui no blog e as postagens que estão mais frequentes!!!! Esse é o Jairo que queremos ver, rsrsrsrs!!!!

    falando sobre esse combate contra o câncer, com o envolvimento dos físicos e dos matemáticos, eu lembro que no ano passado foi divulgado uma notícia que... os fractais (a geometria dos fractais) seria e já estaria em uso, para diferenciar o formato de células normais e o das células cancerosas. Vocês leram sobre isso???? Ou seja: a física e a matemática testando as suas armas nessa guerra, não é????

    Tudo de bom, para te!!!!

    Um abraço!!!!!

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  6. Valdir:
    Não prometo o mesmo ritmo quando começarem as aulas.
    Mudei o template porque achei que ia melhorar, apesar de que eu gostava dos outros que usei também. o primeiro, com 3 colunas abandonei porque ficava uma largura muito pequena para as postagens, e agora mudei porque sempre achei legal essa coisa de colocar na página inicial vários posts resumidos com a opção "continue lendo".

    Ah...coloquei o banner de vocês, os parceiros que também divulgam o infravermelho.

    Quanto à relação existente entre os fractais e as células cancerosas, eu não sabia não.
    Existem de fato estudos que estabelecem esta relação. Um link bom sobre isso? Bom...de novo não achei muita coisa em português, mas este pdf é bom
    http://cancerres.aacrjournals.org/content/60/14/3683.full.pdf.

    Obrigado pela informação, Valdir. Eis então mais uma contribuição que os matemáticos podiam dar nesta guerra para tentar encontrar uma cura para esse mal, senão, pelo menos evitar a metástase.

    Abraço.

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  7. Olá, Jairo!!!!

    É perfeitamente compreensível, parceiro, pois, eu também sempre digo que... o sonho é interessante, mas, a realidade é quem, de fato, dita as coisas práticas!!!!

    O projeto gráfico do seu blog, está sensacional, show de bola!!!!

    Obrigado, pela cooperação e pelas dicas desse artigo e... deixa eu terminar minha próxima "invenção matemática" para que eu possa contribuir também, com mais um armamento (presumo, que seja) contra esse grande vilão, o câncer!!!!

    Um abraço!!!!!

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  8. Valdir;
    Fico contente que você tenha gostado do novo visual do blog.

    Deu um trabalhão mudar algumas coisas, preparar os links de acordo com o que eu queria, pois também aproveitei para reformular alguns posts antigos, principalmente quanto ao tamanho de algumas figuras, já que a largura do espaço reservado às postagens aumentou um pouco. No final acho que ficou mais ou menos com a cara que eu queria. E tem outra: Eu me divirto fazendo testes e vendo os resultados. Assim começo a ter uma pequena noção de como funciona esta aparentemente complicada línguagem chamada HTML.

    Abraço

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