¿Alguna vez has notado que todos los medicamentos tienen una leyenda que indica «efectos secundarios»? ¿O incluso, que la misma enfermedad puede tener distintas manifestaciones en cada persona? Basta con ver la evolución del COVID-19. Esto no se debe a ninguna conspiración, sino a la gran complejidad de nuestro organismo que hace que cada uno de nosotros respondamos de manera distinta.

Si se elimina el causante de la enfermedad, hay salud

Cuando los primeros investigadores buscaron la cura para las enfermedades que aquejaban a la gente de su región, en muchos casos, encontraron solo una causa y comprendieron que si la trataban, la enfermedad no se desarrollaba. Muestra de ello son las infecciones por bacterias o parásitos y el descubrimiento de los antibióticos, e incluso la aplicación de métodos de conservación e higiene que eliminan el agente causante de la enfermedad. Estos investigadores descubrieron que con solo hervir el agua destruían al agente causante del cólera y desarrollaron métodos de conservación como la pasteurización que, hasta hoy en día, hace que los alimentos sean más seguros para su consumo. Estos descubrimientos revolucionaron la medicina y aumentaron significativamente la esperanza de vida de la población.

 

Pero, no es así tan fácil

Sin embargo, el tratamiento de las enfermedades no es tan sencillo, sobre todo cuando se trata de una enfermedad ocasionada por nuestro propio organismo o por diversos factores.

El organismo humano funciona debido a la coordinación de una gran variedad de sistemas que lo componen. Cada uno de estos sistemas es responsable de varios procesos moleculares que se llevan a cabo de manera simultánea y en perfecta armonía. Estos procesos logran sincronizarse a través de distintos mecanismos de comunicación formando una gran red intercomunicada que desarrolla sus procesos en equilibrio.

Este equilibrio no es estático, sino dinámico, es decir, pareciera que todo está quieto porque no se observan muchos cambios a gran escala, pero si observáramos con una gran lupa, podríamos ver que todos estos procesos se llevan a cabo de manera continua, generando cambios constantemente. Sin embargo, la comunicación constante entre los responsables hace que estos cambios no sean abruptos y que se inicien otros procesos compensatorios para que todo se mantenga en orden y armonía, esto se llama autorregulación.

Esta capacidad de autorregulación, aunada a la conformación en red, permite que el flujo de información se dé en función de las necesidades de cada proceso, manteniendo un equilibrio que se conoce como Homeostasis y que da lugar a un organismo saludable.

Cuando hay una pequeña alteración en el flujo de información, la red tiene la capacidad de tomar otras rutas para que el organismo siga funcionando correctamente, dándole la capacidad de ser una red robusta, es decir, capaz de lidiar con cambios y afectaciones. Es por eso que, aunque la red de cada organismo es diferente y ninguna es perfecta, no nos damos cuenta y tenemos un estado saludable. Sin embargo, cuando hay alteraciones, esta ya no puede restaurar o adaptar su estado funcional y es cuando se presenta un estado de enfermedad.

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Lo complejo es que cada organismo reacciona diferente

Cada organismo reacciona de manera distinta a los medicamentos, e incluso a las enfermedades. En el caso del COVID-19, ahora se sabe que la fase aguda de la enfermedad no está dada por el virus, sino por la respuesta de nuestro organismo ante este coronavirus, que en algunos casos genera una respuesta inmune desregulada que puede llevar hasta la muerte. Se cree que la diferencia en la respuesta está relacionada con distintos factores como: la carga viral, las comorbilidades descritas, e incluso componentes genéticos inmunes. Las enfermedades causadas por distintos factores se conocen como multifactoriales y cada uno causa afectaciones múltiples a la red.

Otros ejemplos de estas enfermedades son el cáncer o las enfermedades autoinmunes, cuyos agentes causales pueden ser internos (genes, estados de salud, entre otros), aunados a factores ambientales como los rayos ultravioleta, la contaminación o exposición a algún químico. Es debido a ello que, conocer la causa específica de estas enfermedades se vuelve un gran reto y más aún su tratamiento.

Para entender cómo se generan este tipo de enfermedades no es suficiente un vasto conocimiento del funcionamiento del organismo humano en todos los niveles (molecular, celular, de tejidos, órganos y sistemas). Hace falta la integración de todos los componentes y sus interrelaciones para poder observar el efecto global, ya que solo así pueden observarse los efectos o enfermedades que son propiedades que emergen de la interacción simultánea de todos los componentes y que no se pueden observar si estudiamos sus componentes de manera aislada.

A lo largo de la historia se ha generado muchísima información tratando de entender cómo funciona nuestro organismo y, como fruto de esa investigación, han nacido las áreas de fisiología, anatomía, medicina, farmacología, bioquímica, genética, entre otras ciencias de la vida.

 

Biología de sistemas

Uno de los factores que ha limitado el desarrollo de esta investigación es el análisis de tanta información junta, pero gracias al adelanto de nueva tecnología, tanto para la obtención de información biológica como para el procesamiento y análisis de gran cantidad de datos (Big Data), se ha conformado un nuevo campo de investigación: la biología en sistemas.

La biología de sistemas es un campo interdisciplinar en donde convergen especialistas en distintas áreas del conocimiento que incluyen ciencias de la vida, matemáticas, física, computación, informática, entre otras, que se apoyan con equipos de cómputo de última generación con capacidad de analizar millares de terabytes de información para desarrollar y aplicar nuevas técnicas informáticas de análisis de sistemas, con la finalidad de darnos un conocimiento holístico de nuestro organismo, es decir completo, considerando no solo sus componentes, sino también sus interacciones y las propiedades emergentes que resulten.

A pesar de que este campo tiene poco más de 20 años, sigue siendo joven y está en constante crecimiento, pero su aproximación a las ciencias de la vida promete dar más respuestas sobre la complejidad de la salud del ser humano y de los seres vivos en general.

 

 

 

Ochoa-Zarzosa, A. y López-Meza, J.E. (2020). La respuesta inmune en COVID-19 ¿Amiga o enemiga? Saber Más, 9(núm especial COVID-19), 44-48. https://www.sabermas.umich.mx/secciones/articulos/888-la-respuesta-inmune-en-covid-19-amiga-o-enemiga.html

 

Kruif, P.D. (1998). Cazadores de microbios, Editorial Porrúa, SA. https://fmed.uba.ar/sites/default/files/2018-02/tex1b.pdf

 

García-Ranea, J.A. (2018). Informes Anticipando Biología de Sistemas, Observatorio de Tendencias de Medicina Personalizada de Precisión, Fundación Instituto Roche, 31 pp. https://www.institutoroche.es/static/archivos/informe-anticipando-biologia-sistemas-def.pdf

 

Dayanira Paniagua Meza. Profesora e Investigadora de Tiempo Completo de la Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Universidad Autónoma de Baja California. Baja California, México.

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