Software de animação ajuda a modelar metástase do câncer

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/08/2012

O programa usado pelos animadores para criar monstros virtuais ajudou a descrever o processo da intravasação, quando as células tumorais ganham acesso à corrente sanguínea e se espalham pelo corpo.
[Imagem: The University of Southern California, Oregon Health and Science University, and the Scripps Research Institute]

Simuladores científicos

Seja ao lado de microscópios ou de telescópios, as simulações computadorizadas já estão entre os instrumentos mais utilizados atualmente por cientistas das mais diversas áreas.

Tanto que a programação de simuladores já alcançou o status de disciplina, com esses programas servindo como método de demonstração de teorias e explicação de experimentos.

O mais recente sucesso dessa técnica, de tentar reproduzir em computador o que ocorre no mundo real, foi apresentado por Angela Lee e seus colegas da Universidade do Sul da Califórnia, nos Estados Unidos.

A equipe conseguiu simular pela primeira vez as forças físicas envolvidas no processo da metástase, o espalhamento do câncer pelo corpo.

Usando uma técnica estatística usada por programas de animação, os cientistas criaram um programa que mostra como as células do câncer entram na corrente sanguínea, por onde se espalham pelo resto do organismo.

Início da metástase

Embora seja a principal causa das mortes por câncer, a metástase é um processo ainda muito pouco compreendido.

As melhores hipóteses defendem que é a viscosidade do sangue nos capilares que alimentam o tumor que eventualmente arranca as células, levando-as para outras partes do corpo, da mesma forma que uma fita adesiva rasga um papel de presente.

O que os cientistas queriam verificar era se essa hipótese se sustentava - se um fluido com a viscosidade do sangue era mesmo capaz de arrancar uma célula através das paredes dos capilares.

Como não é possível medir diretamente as forças que o fluxo sanguíneo impõe sobre as células do tumor, os pesquisadores fizeram imagens do sangue fluindo a diferentes velocidades sobre células do câncer de mama.

Modelo Ativo de Formas

Para encontrar o desconhecido - a relação entre célula e sangue - os cientistas fizeram a ponte entre os dois momentos conhecidos - a célula fixa no tumor e a célula já livre na corrente sanguínea.

Isto foi possível usando o Modelo Ativo de Formas (ASM: Active Shape Model), uma técnica estatística que os animadores usam para criar monstros virtuais.

Os Modelos Ativos de Formas monitoram o formato de um objeto conforme ele se deforma dinamicamente.

Quando combinado com os dados experimentais, o software permitiu aos cientistas calcular as forças do fluido sanguíneo agindo sobre a célula.

Evitando a metástase

Embora explique apenas o primeiro passo da metástase, o estudo representa um primeiro passo importante, e longamente esperado, rumo ao entendimento das propriedades mecânicas das células cancerosas, e de como elas viajam pelo corpo.

O objetivo final da equipe é desenvolver uma simulação completa dos múltiplos passos envolvidos na metástase, dando aos médicos informações essenciais para que eles tentem impedir que ela ocorra.

Como acontece com todos os experimentos virtuais em simuladores, agora os cientistas terão que testar as forças envolvidas para verificar se elas podem explicar o início da metástase na prática, e não apenas no computador.

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