La biología de los sistemas (o biología integrativa ) es un nuevo campo de la biología que estudia los organismos vivos como los sistemas que son en realidad, a diferencia de los enfoques históricos, que tienden a descomponer el estudio en todos los niveles en biología , fisiología , bioquímica. … La biología de sistemas busca integrar diferentes niveles de información para comprender cómo funciona realmente un sistema biológico . Al estudiar las relaciones e interacciones entre diferentes partes del sistema biológico ( orgánulos , células , sistemas fisiológicos, redes de genes y proteínas que permiten que las células se comuniquen), el investigador intenta formar un modelo de cómo funciona todo el sistema. Si la biología de sistemas es un campo teorizado en el extremo de la XX XX siglo, muchos biólogos y químicos han estado trabajando en esta dirección al final de la XIX XX siglo (por ejemplo biólogo y químico francés Marcellin Berthelot que favoreció un enfoque sistémico y sintética de bioquímica ).
Los sistemas de biología molecular comienzan con el estudio de genes y proteínas en un organismo, utilizando el HTS ( cribado de alto rendimiento , cribado de alto rendimiento ) para cuantificar los cambios en el genoma , el transcriptoma , el proteoma y el metaboloma en respuesta a una alteración determinada. . Esta técnica consiste en realizar automáticamente la misma operación cientos de veces, en farmacología por ejemplo, para encontrar una molécula adecuada. El análisis de alto rendimiento del transcriptoma se realiza mediante microarrays . Para detectar las diferentes proteínas, por ejemplo, se utiliza HTS con espectrometría de masas . Otros enfoques en biología de sistemas no favorecen el nivel molecular y, por el contrario, buscan integrar los niveles de organización de una manera más amplia.
Las nuevas tecnologías para la investigación sistémica molecular y subcelular han hecho posible un gran avance en la investigación del cáncer. Para comprender mejor el ciclo de vida de las células cancerosas , se recopilan datos específicos (datos de alto rendimiento para caracterizar particularmente el genoma de las células tumorales en muestras de pacientes con cáncer), así como herramientas (líneas de células cancerosas inmortales, modelos de tumorigénesis de ratón , modelos de xenoinjerto , secuenciación de próxima generación, ARNip , modelado de las consecuencias de mutaciones somáticas e inestabilidad del genoma). Ces technologies créent des masses considérables de données, par exemple les puces à ADN ( 2 millions de mesures par puce), le phénotypage cellulaire massif et par imagerie , ou le séquençage de nouvelle génération (une dizaine de Gigabases et quelques centaines de millions de séquences por experiencia). Los modelos construidos se utilizan luego para predecir el desarrollo del tumor y resaltar las alteraciones aplicadas (tomar el tratamiento) al sistema para que adopte el comportamiento deseado (detener la proliferación celular).
El objetivo a largo plazo de la biología de sistemas del cáncer es diagnosticar mejor el cáncer, clasificarlo y predecir mejor el resultado de un tratamiento propuesto, para anticipar un modelo personalizado en la medicina del cáncer e imaginar su progresión en un paciente.