Resumen ejecutivo

La Biología de Sistemas (BS) es una rama multidisciplinar de la ciencia centrada en el estudio holístico de los organismos vivos conduciendo a una mejor comprensión de como las propiedades biológicas emergen de las interacciones entre los componentes de los sistemas vivos, y, por tanto, facilitando la posibilidad de predecir su comportamiento. Con el objetivo de comprender y definir en profundidad el comportamiento de los sistemas biológicos, así como de predecir la respuesta a las alteraciones, se desarrollan modelos matemáticos, simulaciones y técnicas de procesamiento de datos que complementan la estrategia empírica actual de las ciencias biológicas y que permiten predecir propiedades y comportamientos de los sistemas vivos que podrían no ser deducibles mediante la observación directa.

Las estrategias basadas en BS, cuyo desarrollo se vio impulsado por la aparición de las tecnologías ómicas, suponen un cambio de paradigma al abordar los estados biológicos (salud y enfermedad) como un todo y no como el análisis de sus partes por separado.

Entendiendo que las funciones vitales, sus manifestaciones patológicas, así como los tratamientos que palían o revierten dichas patologías, son el producto de complejas interrelaciones entre múltiples niveles de organización molecular, la BS encuentra aplicación en todas las áreas que comprende la Medicina, incluyendo las enfermedades complejas, infecciosas, neoplásicas o hereditarias, tanto comunes como raras, y a todos los niveles médicos: diagnóstico, pronóstico, y tratamiento (sintomático, preventivo o regenerativo). Al mismo tiempo, se aplica al campo de la farmacología en el descubrimiento de nuevos fármacos, combinaciones de fármacos, reposicionamiento de fármacos y búsqueda de nuevas dianas terapéuticas mediante la investigación de los mecanismos moleculares de acción de los fármacos a nivel del sistema, denominándose en este caso farmacología de sistemas.

La transformación de los datos biológicos y clínicos en conocimientos a través de técnicas computacionales permitirá elaborar modelos matemáticos y simulaciones de procesos biológicos dirigidas a predecir el comportamiento de los sistemas vivos. Actualmente hay identificadas múltiples aplicaciones emergentes de las estrategias de BS que contribuirán al establecimiento de la MPP del futuro entre las que destacan la identificación de nuevos biomarcadores basados en el estudio de vías biológicas, la generación de nuevos mapas o redes de interacciones genéticas globales y la identificación de sistemas genéticos asociados a enfermedades. Estos avances aplicados a la MPP contribuirán a configurar nuevos escenarios en los que el diagnóstico y la toma de decisiones en cuanto al manejo de la enfermedad estarán basados en conocimiento extraído de cada paciente en particular y no en asociaciones estadísticas. Por tanto, los nuevos enfoques de BS contribuirán al avance y establecimiento de la MPP del futuro en la que los pacientes serán tratados en función del conjunto de todos sus atributos genéticos e individuales.