Aplicación de vida artificial al estudio de vacunas para el control del virus de papiloma humano tipo 16

Abstract

Este trabajo de investigación presenta un modelo de vida artificial inspirado en el ciclo de vida del virus de papiloma humano tipo 16 (como agente etiológico de cáncer cervical), en su interacción con el sistema inmune humano y frente al desafío que representa una vacuna terapéutica. Concebido como un sistema complejo y caracterizado mediante técnicas de vida artificial, se diseña un modelo conceptual y se construye un prototipo funcional que permite simular esta interacción, considerando el conocimiento biológico que actualmente se tiene de estos procesos. La caracterización biológica y mecanismos que surgen a partir de la interacción entre patógeno y huésped, y el desarrollo de un proceso infeccioso cuya persistencia puede conducir al desarrollo de cáncer cervical, permite definir un modelo conceptual en términos de reglas, puntos de chequeo, estados, transiciones e interacciones. Aunado a la caracterización del ciclo de vida HPV16, cuyo modelo y prototipo fue presentado previamente en (Escobar-Ospina, M.E. y Gómez-Perdomo, J., 2013), el diseño del modelo conceptual y la construcción del prototipo funcional de la aplicación de vida artificial que actualmente se presenta, consideran la caracterización biológica de varias poblaciones celulares involucradas, incluidos sus procesos de diferenciación, proliferación y muerte celular programada. Así mismo, se incluye la caracterización de vías de señalización de un grupo de receptores claves en la respuesta inmune (TLRs), y también cinco (5) grupos de familias de citoquinas que incluyen cuarenta y ocho (48) diferentes miembros, perfilando sus componentes y modelando patrones de expresión que se observan en respuestas pro-inflamatorias y anti-inflamatorias. A partir de estos componentes y sus interacciones, surge la dinámica que permite simular la respuesta del sistema inmune humano ante la detección y evolución del proceso infeccioso causado por HPV16. A este conjunto, se suman las herramientas que permiten simular la aplicación de algunos tipos de vacunas terapéuticas que modifican el comportamiento del sistema inmune. El reconocimiento de las poblaciones celulares, receptores y citoquinas, frente al proceso infeccioso desencadenado por HPV16, aunado al conocimiento biológico que actualmente se tiene, hace posible simular estos microambientes en aras de observar procesos de regresión o progresión de la enfermedad, luego de la aplicación de una vacuna terapéutica cuyo objetivo se encuentre dirigido hacia alguno de los componentes que intervienen en el modelo que se presenta (proteínas virales, cascadas de señalización, expresión de citoquinas). La construcción de este modelo busca apoyar procesos de simulación en actividades de investigación para el desarrollo de vacunas que procuren controlar enfermedades causadas por infección HPV16.