Análisis de sensibilidad en un modelo matemático de la variación
de un factor de crecimiento y la concentración de E7 en infección
por VPH de bajo y alto riesgo y su efecto en ciclo celular.
Silvia Aurora Casillas Romero1 , Ana Elizabeth González Santiago2 , Edgar Nelson Sánchez Camperos1 , Oscar Javier Suárez Sierra3
1. Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Unidad Guadalajara, Zapopan Jalisco, México.
2. Departamento de Ciencias Biomédicas, Centro Universitario de Tonalá, Tonalá Jalisco, México.
3. Universidad de Pamplona, Pamplona, Colombia..
Introducción
(VPH)
El riesgo del desarrollo de una carcinogénesis está incluido en
enfermedades inducidas por virus oncogénicos [5]. Estos son de
especial importancia ya que causan alteraciones en el ciclo
Célula
Afectada
celular. En particular, los virus del papiloma humano (VPHs) de
alto riesgo presentan propensión a ocasionar lesiones que
llevan al desarrollo de cáncer [1]. Las proteínas del VPH de alto
riesgo, como la oncoproteína E7, afectan la división celular,
promoviendo la liberación del factor de transcripción E2F de la
proteína celular RB [2], favoreciendo la progresión del ciclo
celular y el inicio de una carcinogénesis (Fig. 1).
Figura 1. Proceso de carcinogénesis viral mediado por VPH de alto riesgo y la inactivación de la
actividad de RB por la oncoproteína E7. Modificado de [3].
Objetivo
Analizar cambios en la progresión del ciclo celular debido a las variaciones tanto en la concentración de un factor de crecimiento (FC), como de la
concentración de E7 por infección de VPH de alto y bajo riesgo.
Material y Métodos
Se realizo un análisis de sensibilidad local [4] en el software Matlab 2021b, mediante la adaptación de un modelo matemático referente a la
interacción de la proteína viral E7 del VPH de alto y bajo riesgo en la progresión a través la fase G1 del ciclo celular [3]. Las variables de evaluación
fueron FC y E7. El FC varió en un rango de 0 a 0.004 𝜇𝑀, mientras que E7 tuvo un rango de 0 a 0.00008 𝜇𝑀.
Resultados
De acuerdo con el análisis de sensibilidad, en concentraciones mayores de E7 en VPH de alto riesgo (Fig. 1), a partir de 0.00005 𝜇𝑀 , el
requerimiento de FC es casi nulo. Por su parte, para el E7 de bajo riesgo (Fig.2), aún para concentraciones grandes de E7 se requiere de ciertas
concentraciones de FC, por ejemplo en una concentración de 0.00008 𝜇𝑀, demanda una concentración de 0.0013 𝜇𝑀 de FC, para continuar con el
ciclo celular.
Figura 2. Variación en requerimiento de FC, dependiendo de
concentración de proteína viral E7 VPH de alto riesgo.
Figura 3. Variación en requerimiento de FC, dependiendo de concentración
de proteína viral E7 VPH de bajo riesgo.
Conclusiones
La variación tanto de la proteína viral E7 como del FC, exhibe una disminución
en el tiempo para el cambio de fase en el ciclo celular de G1 a S (Fig.4). El FC
comienza a ser prescindible especialmente a mayor concentración de E7 de VPH
de alto riesgo, presentando un comportamiento oncogénico.
Figura 4. Transición de la fase del ciclo celular G1 a S dependiente de la
concentración de proteína viral E7 con FC constante de 0.1 𝜇𝑀.
Referencias
[1]. Almeida, A., Queiroz, J., Sousa, F., & Sousa, Â. (2019). Cervical cancer and HPV infection: ongoing
therapeutic research to counteract the action of E6 and E7 oncoproteins. Drug discovery today, 24(10),
2044-2057.
[2]. Brianti, P., De Flammineis, E., & Mercuri, S. (2017). Review of HPV-related diseases and cancers. New
Microbiol, 40(2), 80-85.
[3]. Miller, A., Munger, K., & Adler, F. (2017). A Mathematical Model of Cell Cycle Dysregulation Due to
Human Papillomavirus Infection. Bulletin of mathematical biology, 79(7), 1564-1585.
[4]. Saltelli, A., Ratto, M., Tarantola, S., & Campolongo, F. (2005). Sensitivity analysis for chemical
models. Chemical reviews, 105(7), 2811-2828.
[5]. Sompayrac, L. (2002). How pathogenic viruses work. Jones & Bartlett Learning.