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Sistemas Biorregulatorios en Medicina

La medicina de los sistemas biorreguladores se fundamenta en que la complejidad de las enfermedades debe solucionarse con la optimización del sistema homeostático de los pacientes y sus interacciones mediante los niveles de organización biológica

Autor: Goldman A, Burmeister Y, Berman B Frontiers in Physiology 6(225):1-17 2015

Introducción

En los últimos años aparecieron nuevas formas de considerar a la medicina. El conocimiento sobre los sistemas y las redes, junto con las tecnologías nuevas y el análisis de gran cantidad de datos, permiten que surjan perspectivas innovadoras. Una posibilidad es la descripción del cuerpo del ser humano como una red biológica compleja, con componentes interconectados. Además, se señaló que debe lograrse un flujo bidireccional entre el conocimiento en torno al genoma humano y los avances clínicos.
En este trabajo, los autores se propusieron introducir un nuevo paradigma clínico denominado “medicina de sistemas biorreguladores” (MSB), que se fundamenta en que la complejidad de las enfermedades debe solucionarse con la optimización del sistema homeostático de los pacientes y sus interacciones mediante los niveles de organización biológica. Por su parte, la perspectiva reduccionista tradicional tiende a ver al cuerpo humano como una compilación de objetivos para la intervención y el alivio de los síntomas.

La inercia del pensamiento reduccionista tradicional, en el que se educó la comunidad médica y con el cual se ejerce en la práctica diaria, puede dificultar lograr un cambio hacia una forma más integrada de pensamiento

Habitualmente, los profesionales clínicos se especializan en un sistema o tejido y enfocan el tratamiento en los síntomas manifestados. Sin embargo, los costos en salud generados por esta forma de atención son muy elevados y puede llevar a la iatrogenia, los diagnósticos innecesarios y las consultas superpuestas. Así, este modelo es ineficiente y aumenta la incidencia de enfermedades en la población. La complejidad del organismo humano no debe reducirse a partes de moléculas, lo que da lugar a un entendimiento deficiente del funcionamiento de las redes de regulación.
La MSB se centra en la capacidad autorregulatoria de los pacientes, incluidas las redes jerárquicas y la relación transversal entre ellas. El estado de esta capacidad de regulación es un determinante de la salud del individuo y el punto de acceso para el tratamiento eficaz. No obstante, la inercia del pensamiento reduccionista tradicional, en el que se educó la comunidad médica y con el cual se ejerce en la práctica diaria, puede dificultar lograr un cambio hacia una forma más integrada de pensamiento. El objetivo de este artículo es presentar el modelo de MSB.

Métodos

Para el diseño de este nuevo modelo se eligieron diversos especialistas de distintos campos y, luego, se agruparon los puntos de vista mediante un proceso de conceptualización. Se eligieron líderes de la inmunología, la genómica, la biología molecular, la neurociencia y la biología de sistemas; además, se incluyeron clínicos especialistas en medicina de familia, enfermedades crónicas, gerontología, cardiología, pediatría y neurología.
Se utilizaron mapas de conceptos grupales, que integraron múltiples ideas complejas. El contenido se generó a partir de premisas que surgieron de la definición de la idea de MSB por parte de los participantes. Se obtuvieron 102 premisas que luego se agruparon sobre la base de las relaciones entre ellas.
Luego, se creó una matriz de similitudes, que se representó en una escala multidimensional. A su vez, los grupos de ideas se reunieron en conglomerados. Finalmente, los participantes se reunieron para nombrar y clasificar a los conglomerados, según su relevancia en el modelo general.

Resultados

Las 102 premisas se agruparon en 10 temas y se identificaron 4 centrales: fisiología de la inflamación, comunicación biológica en una escala de microambientes, comunicación biológica en redes de escalas múltiples y farmacología clínica biorreguladora.
Además, se identificaron 6 temas de importancia intermedia: respuesta a la alteración de la red inflamatoria, respuesta de los microambientes a la inflamación, estrategia diagnóstica y terapéutica, foco clínico en la desregulación, autorregulación de las redes biológicas y continuo entre la salud y la enfermedad del paciente.
A partir de estos conceptos surgieron 2 ejes: información biológica y procesos de resolución.

Principios clave de la MSB

La enfermedad aparece cuando la capacidad de autorregulación se ve comprometida y, a su vez, esto sucede cuando el estrés sobrepasa la habilidad de autorregulación

La estructuración en la red de la salud y la enfermedad permite integrar conceptos de una manera holística, que entiende al cuerpo humano desde múltiples escalas y niveles. A diferencia del pensamiento reduccionista, trabaja a favor, y no en contra, de la interconectividad de la organización biológica. Un sistema saludable es el que se regula de manera autónoma (autorregulación). Los sistemas biológicos son, de manera inherente, dinámicos e inestables, en tanto que un sistema robusto es capaz de adaptarse a la inestabilidad proveniente del ambiente.
A diferencia de la homeostasis, que tiene implícito un sistema estático, los sistemas robustos asumen el dinamismo y un estado de interconectividad activa, con mantenimiento de la funcionalidad a pesar del estrés o el cambio. La enfermedad aparece cuando la capacidad de autorregulación se ve comprometida y, a su vez, esto sucede cuando el estrés sobrepasa la habilidad de autorregulación, lo que estrecha la robustez de los tejidos.
La modularidad explica la presencia de unidades de organización biológica de componentes individuales que se agrupan de acuerdo con reglas determinadas. La modularidad permite contener las perturbaciones, da soporte a la autorregulación y minimiza los efectos de la enfermedad sobre el sistema. De esta manera, muchas enfermedades comparten módulos funcionales, lo que sugiere que los tratamientos pueden ser más eficaces cuando se enfocan en las redes biológicas, en vez de apuntar solo a una molécula.
Los participantes de este estudio identificaron dos clases de información relevante para la MSB, basándose en la teoría de la información y la termodinámica.

1. La primera clase corresponde a la información secuencial, que es la responsable de codificar los mecanismos moleculares.
    
2. La segunda clase es la información de redes regulatorias, que se supone que la transmite el ácido ribonucleico (ARN) no codificante.

Recientemente, este último se asoció con procesos de enfermedad y la respuesta al estrés; a su vez, lo producen las células del sistema inmunitario, los adipocitos, las células madre y las células de la sangre. En la MSB, el estado de salud o enfermedad está determinado por la integración de estas redes y sus respuestas organizadas frente a los estímulos del ambiente.

La inflamación como mecanismo regulador central para mantener la homeostasis

En general, se considera que la inflamación debe ser combatida o suprimida; sin embargo, la MSB establece que es una extensión de los mecanismos de autorregulación, capaz de restaurar la funcionalidad de un tejido dañado.
Las enfermedades crónicas, como el asma, el cáncer y la aterosclerosis, coinciden en la presencia de estados inflamatorios crónicos irresueltos, en tanto que la duración o la gravedad del proceso inflamatorio llevan a la enfermedad.
También, los estímulos persistentes pueden desencadenar un estado inflamatorio de menor intensidad. De esta manera, la inflamación no es peligrosa en sí misma, sino los estados en que está descontrolada. El objetivo terapéutico reside en mejorar la capacidad autorregulatoria y no solo combatir la inflamación. Por ejemplo, se permite la restauración del proceso de autorregulación mediante la eliminación toxinas, noxas, deficiencias u otras alteraciones que interfieran en la estructura o la función de un tejido.
También, pueden crearse herramientas para evaluar el estado de la capacidad autorregulatoria para realizar el diagnóstico.

Continuo entre la salud y la enfermedad para el diagnóstico y el tratamiento

La interacción entre el ambiente, los sistemas y el impacto epigenético requiere de la capacidad de entender la complejidad de la biología intrínseca, además de los signos y los síntomas

Uno de los objetivos de la MSB es crear biomarcadores capaces de predecir el continuo entre la enfermedad y la salud, para enfocar el tratamiento en el estadio específico de la enfermedad. La interacción entre el ambiente, los sistemas y el impacto epigenético requiere de la capacidad de entender la complejidad de la biología intrínseca, además de los signos y los síntomas.
El objetivo consiste en evaluar de manera directa la capacidad autorregulatoria, con el fin de proveer de información que permita individualizar el plan terapéutico a cada paciente.
El enfoque de un profesional clínico que se basa en la MSB frente a un caso evalúa si existe una respuesta inflamatoria a nivel sistémico frente a la alteración de las redes regulatorias.

También, determina si la alteración tiende a la resolución como en la neumonía la remodelación temprana como en el asma la degeneración y a la fibrosis como en la EPOC la proliferación como en el caso del cáncer de pulmón.

De esta manera, la MSB establece si es necesario un tratamiento de reemplazo o de sustitución. En el futuro, los biomarcadores y las herramientas diagnósticas nuevas mejorarán la evaluación de la capacidad autorregulatoria del individuo frente al estrés.El enfoque reduccionista actual utiliza el tratamiento farmacológico como una “bala mágica” para erradicar la enfermedad o el síntoma. Esta perspectiva de objetivos dirigidos no considera la manera en que los fármacos impactan sobre la capacidad regulatoria del organismo. Las drogas deben diseñarse para modular, imitar o promover las respuestas naturales del cuerpo y no simplemente interferir con ellas.

Discusión y conclusión

Dos corrientes subyacen a la MSB:

1. la regulación de la información
2. la resolución de la enfermedad.

La MSB acciona frente al tratamiento de la enfermedad y agrega dinamismo a la concepción estática tradicional de sus procesos. También, sostiene que los cambios micros y macros en las redes de regulación son centrales para la resolución de la enfermedad, de manera endógena y exógena.
La respuesta inflamatoria es una de las maneras de mantener la homeostasis, en tanto que las respuestas no controladas, irresueltas y crónicas se deben a la interrupción del flujo de información de las redes regulatorias.
La respuesta del microambiente a la inflamación parece un marcador indirecto para evaluar la capacidad regulatoria.
El avance en la investigación genómica puede validar, refinar o, incluso, reemplazar el uso de mecanismos moleculares en la toma de decisiones clínicas. También, ayudaría a identificar múltiples objetivos para el diseño de fármacos.
La MSB se centra en las redes de autorregulación, en la descripción del continuo entre la salud y la enfermedad, en el diagnóstico de la capacidad autorregulatoria y en el tratamiento enfocado en la mejoría de la autorregulación para la práctica clínica diaria.