Εξελικτική Θεωρία Παιγνίων και καρκινική ανάπτυξη

Κύτταρα που παράγουν (σκουρόχρωμα) και δεν παράγουν (ανοιχτόχρωμα) αυξητικούς παράγοντες

Eφημερίδα των Συντακτών ,18.04.2017

Συντάκτης:

Αδάμ Αδαμόπουλος*

Το παιχνίδι αποτελεί αναμφίβολα ένα από τα βασικά γνωρίσματα συμπεριφοράς που συναντάμε σε όλο σχεδόν το ζωικό βασίλειο. Μέσω των παιχνιδιών συνδυάζεται το «τερπνόν μετά του ωφελίμου»: εξάσκηση, καλλιέργεια σωματικών και πνευματικών δεξιοτήτων, έλεγχος και αξιολόγηση στρατηγικών αντιμετώπισης προβλημάτων, προετοιμασία για το μέλλον. Το παιχνίδι είναι μια εκούσια, σημαίνουσα διαδικασία που κατασκευάζει έναν προσωρινό, βραχύβιο, αλλά απολύτως υπαρκτό, παράλληλο μικρόκοσμο, μέσα στον οποίο δημιουργούνται και αναπαράγονται κανόνες, τελετουργίες και στρατηγικές, που βοηθούν το άτομο να νοηματοδοτήσει τόσο τον εαυτό του όσο και τον κόσμο γύρω του.
Όλα τα παραπάνω ισχύουν στον υπέρτατο βαθμό και για τον άνθρωπο. Αν η μαθησιακή διαδικασία παρουσιαστεί σαν να πρόκειται για κάποιο είδος παιχνιδιού, τότε και οι όποιοι μαθησιακοί στόχοι επιτυγχάνονται ευκολότερα και η όλη εμπειρία καθίσταται διασκεδαστικότερη. Μαθαίνουμε καλύτερα και ευκολότερα αν μαθαίνουμε κατά τρόπο που μας σαγηνεύει και μας χαροποιεί. Κάτι που λειτουργεί ενισχυτικά, προτρέποντάς μας να διευρύνουμε ακόμα περισσότερο τα όρια των γνώσεών μας. Συνεπώς, διόλου παράξενο που ένας από τους πλέον σημαντικούς ιστορικούς του πολιτισμού κατά τον 20ό αιώνα, ο Ολλανδός Γιόχαν Χουιζίνγκα στο βιβλίο του «Ο άνθρωπος και το παιχνίδι» θεωρεί το παιχνίδι διανοητική και πολιτιστική λειτουργία που εκδιπλώνεται παράλληλα με το λογίζεσθαι και το κατασκευάζειν. Ετσι, δίπλα στον «σκεπτόμενο άνθρωπο» (homo sapiens) και τον «άνθρωπο κατασκευαστή εργαλείων» (homo faber) τοποθετεί τον «παίζοντα άνθρωπο» (homo ludens).
Ο άνθρωπος μελετά τις κοινωνικές, ψυχολογικές, φιλοσοφικές και πολιτιστικές πτυχές του παιχνιδιού, αλλά ταυτόχρονα επιχειρεί να το διερευνήσει και καθαρά θεωρητικά, να το μαθηματικοποιήσει. Αναπτύχθηκε έτσι η Θεωρία Παιγνίων, σπερματικά στοιχεία της οποίας εντοπίζονται ήδη από τις αρχές του 18ου αιώνα, με τη μαθηματική διερεύνηση του παιγνίου δύο παικτών. Ως αυτόνομος επιστημονικός κλάδος αποκτά υπόσταση το 1928, με τη δημοσίευση του σπουδαίου Ούγγρου μαθηματικού, Τζον φον Νόιμαν, μιας εργασίας για την ανάπτυξη βέλτιστων στρατηγικών ελαχιστοποίησης των απωλειών ενός παίκτη. Πρόκειται για μια θεμελιακή εργασία στο πεδίο αυτό, καθώς προσέφερε το απαραίτητο μαθηματικό «λεξιλόγιο» για την περαιτέρω ανάπτυξή του. Οι έρευνες αυτές βοήθησαν στην ανάπτυξη οικονομικών μοντέλων και στρατηγικών, κάτι που φάνηκε με τον πλέον εύγλωττο τρόπο το 1944, όταν ο Φον Νόιμαν δημοσίευσε μαζί με τον Οσκαρ Μόργκενστερν το βιβλίο «Θεωρία Παιγνίων και οικονομική συμπεριφορά». Το ενδιαφέρον γι’ αυτού του είδους τις μελέτες παραμένει έντονο μέχρι τις μέρες μας, αν αναλογιστούμε ότι τα τελευταία χρόνια τρεις διαφορετικές ερευνητικές ομάδες με αντικείμενο τη Θεωρία Παιγνίων τιμήθηκαν το 2005, το 2007 και το 2012 αντίστοιχα με το Βραβείο Νομπέλ Οικονομικών Επιστημών.
Ο Τζον φον Νόιμαν πέθανε το 1957 από καρκίνο του παγκρέατος, η εμφάνιση του οποίου ίσως οφείλεται στην υπερέκθεσή του στη ραδιενέργεια. Ήδη από το 1930 είχε μετακομίσει στις ΗΠΑ και συμμετείχε στην ανάπτυξη του σχεδίου «Μανχάταν», που αφορούσε την κατασκευή ατομικής βόμβας κατά τη διάρκεια του Β Παγκοσμίου Πολέμου, αλλά και στη συνέχεια εξακολούθησε να εργάζεται πάνω στο πυρηνικό πρόγραμμα των ΗΠΑ, πήρε μάλιστα μέρος στις πυρηνικές δοκιμές που διεξήχθησαν στη Νήσο Μπικίνι κατά το διάστημα 1946-1958.
Η Εξελικτική Θεωρία Παιγνίων αποτελεί υποπεδίο της Θεωρίας Παιγνίων και αφορά τη μελέτη της δυναμικής εξέλιξης ενός παιγνίου με τον χρόνο και των στρατηγικών που αναπτύσσουν οι παίκτες του. Ωστόσο, έχει και άλλες εφαρμογές όπως στη Βιολογία και τις Κοινωνικές Επιστήμες. Κατά τα τελευταία χρόνια εφαρμόζεται και στην Ογκολογία, στη μελέτη της καρκινογένεσης και της καρκινικής ανάπτυξης. Η σύγκλιση αυτών των δύο επιστημονικών πεδίων, που από πρώτη άποψη φαίνεται να είναι αρκετά απομακρυσμένα, επιτυγχάνεται αν δούμε τον καρκίνο ως ένα ετερογενές σύστημα που αποτελείται όχι μόνο από τα διαφοροποιημένα, καρκινικά κύτταρα αλλά και από ινοβλάστες, διαφόρων ειδών κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, ακόμα και αιμοφόρα αγγεία.
Μια πλήρης περιγραφή της καρκινικής ανάπτυξης που θα μας δώσει ενδεχομένως τη δυνατότητα για μια καλύτερη αντιμετώπισή της θα πρέπει να συμπεριλάβει τις πολύπλοκες διεργασίες που λαμβάνουν χώρα μεταξύ όλων αυτών των στοιχείων, διεργασίες που συνεπάγονται απώλειες και οφέλη για τα επιμέρους στοιχεία, τα οποία ανταγωνίζονται μεταξύ τους για την κατάληψη του περιορισμένου διαθέσιμου χώρου, αλλά και την πρόσληψη των περιορισμένων διαθέσιμων ποσοτήτων θρεπτικών συστατικών. Η κατάσταση γίνεται ακόμα πιο περίπλοκη αν υπολογίσουμε ότι τα καρκινικά κύτταρα κάποιες φορές συνεργάζονται, μοιραζόμενα μόρια απαραίτητα για την ανάπτυξή τους. Συνεπώς, η καρκινική ανάπτυξη μπορεί να περιγραφεί με όρους της Εξελικτικής Θεωρίας Παιγνίων, καθώς έχουμε ανταγωνισμό, αλλά ενίοτε και συνεργασία.
Κατά (ειρωνική) σύμπτωση, μία από τις πρώτες εφαρμογές της Εξελικτικής Θεωρίας Παιγνίων στην καρκινική ανάπτυξη αφορούσε τον καρκίνο του παγκρέατος, την αιτία θανάτου του Φον Νόιμαν. Στη μελέτη αυτή των Αρτσέτι (Πανεπιστήμιο Ανατολικής Αγγλίας, Ηνωμένο Βασίλειο), Φεράρο και Κριστόφορι (Πανεπιστήμιο Βασιλείας, Ελβετία) αναδείχτηκε το παράδοξο ότι μερικά καρκινικά κύτταρα δεν παράγουν δικούς τους αυξητικούς παράγοντες, αλλά χρησιμοποιούν αυτούς που παράγονται από τα γειτονικά κύτταρα. Ως εκ τούτου πλεονεκτούν στον αγώνα της κυτταρικής αναπαραγωγής, καθώς δεν έχουν καταβάλει το (ενεργειακό) τίμημα της δημιουργίας των παραγόντων αυτών.
Οι τρεις ερευνητές εισήγαγαν τις βασικές υποθέσεις του Παιγνίου των Δημοσίων Αγαθών (Public Goods Game) για να προσεγγίσουν τη συμπεριφορά αυτή. Το συγκεκριμένο παίγνιο αφορά τη μελέτη της ισορροπίας που επιτυγχάνεται όταν σε ένα σύνολο ατόμων κάποιοι παράγουν αγαθά και κάποιοι όχι, αλλά όλοι έχουν την ανάγκη κατανάλωσης έστω και μιας ελάχιστης ποσότητας από τα αγαθά αυτά. Το ενδιαφέρον είναι ότι οι συνθήκες ισορροπίας που προβλέπει το Παίγνιο των Δημοσίων Αγαθών βρέθηκε να είναι σε συμφωνία με τα εργαστηριακά αποτελέσματα μελετών της καρκινικής ανάπτυξης του παγκρέατος. Το γεγονός αυτό ανοίγει τον δρόμο για την ευρύτερη εφαρμογή της Θεωρίας Παιγνίων στην Ογκολογία, συμπεριλαμβανομένης της διερεύνησης εξελικτικά ευσταθών θεραπειών του καρκίνου.
*(Ph.D.)2, επίκουρος καθηγητής Ιατρικής Φυσικής του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης