Predecir el riesgo de fractura en huesos con metástasis
Las metástasis óseas se asocian a múltiples complicaciones graves, como las fracturas. Los nuevos tratamientos dirigidos e inmunoterapias antineoplásicos han aumentado considerablemente la esperanza de vida, incluso en aquellos pacientes cuyos cánceres se han extendido a partes del cuerpo lejanas. Sin embargo, las metástasis óseas afectan a la remodelación ósea, lo que a su vez aumenta el riesgo de fractura. A fin de estimar el riesgo de fractura en los pacientes, se utilizan puntuaciones de fragilidad que se basan en la evaluación cualitativa a partir de pruebas de tomografía axial computarizada cuantitativa. No obstante, este método carece de sensibilidad y especificidad. La creación de modelos de elementos finitos específicos por paciente es un método alternativo para determinar la resistencia de los huesos metastásicos. Se trata de modelos basados en imágenes clínicas que se utilizan para proporcionar una distribución detallada de la tensión y deformación en el hueso metastásico. De nuevo, el conocimiento limitado de las propiedades mecánicas del hueso metastásico restringe su aplicación generalizada.
Predecir el riesgo de fractura
El equipo del proyecto METABONE, con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA, por sus siglas en inglés), creó una novedosa metodología para mejorar la predicción del riesgo de fractura de los fémures metastásicos. La hipótesis de trabajo era que la resistencia del hueso metastásico depende de las características tanto del hueso como de la lesión cancerosa, así como de las fuerzas aplicadas. Además, las fracturas en los huesos metastásicos suelen producirse de forma espontánea durante la realización de actividades cotidianas, lo que indica claramente que la simulación debería tener en cuenta asimismo distintas condiciones de carga. «Creamos un protocolo experimental específico para caracterizar las propiedades mecánicas del tejido óseo metastásico en pacientes humanos», explica Aurélie Levillain, beneficiaria de una beca de investigación MSCA. El equipo de METABONE siguió el paradigma de la osteoporosis en la predicción de fracturas utilizando análisis de simulación numérica y de elementos finitos. Se desarrolló un elemento finito específico para el paciente del fémur metastásico a fin de predecir su carga de fallo. Por otra parte, se llevó a cabo un estudio de sensibilidad para evaluar la influencia de las propiedades mecánicas del tumor en la carga de fallo prevista, en función del tamaño y la ubicación de la metástasis.
Caracterización de las propiedades mecánicas del tumor
La metodología de METABONE también puede emplearse para proporcionar información sobre las características biofísicas de tumores primarios así como de tejido óseo normal. Sirviéndose de esta estrategia, los investigadores observaron que las propiedades mecánicas de los tumores dependían del órgano/tejido de origen. «Descubrimos que los cambios en la composición entre zonas normales y zonas metastásicas óseas dependen del tipo de lesión y del origen del cáncer primario», destaca Levillain.
¿Una nueva herramienta para la oncología clínica?
El método METABONE tiene por objetivo proporcionar a los médicos una herramienta de decisión personalizada para predecir el riesgo de fractura, teniendo en cuenta la geometría y la resistencia del fémur. Ofrece la posibilidad de cambiar parámetros como las propiedades mecánicas y el tamaño de la metástasis para el seguimiento del paciente, lo que permitirá a los médicos predecir la evolución del riesgo de fractura con el avance de la enfermedad. También podrá utilizarse para valorar la eficacia del tratamiento en el tamaño de la metástasis y en el riesgo de fractura. Actualmente, el equipo de METABONE está validando el modelo en fémures «ex vivo». El siguiente paso es llevar la herramienta los hospitales para predecir el riesgo de fractura de los pacientes con metástasis óseas y mejorar su calidad de vida.
Palabras clave
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