El cáncer, sin importar dónde se desarrolle en el cuerpo humano, representa una amenaza para nuestra salud y nuestra vida. Pero, ¿qué pasaría si pudiéramos entrenar a nuestro propio sistema inmunológico para destruir las células cancerosas, en lugar de tratarlas con quimioterapia o radiación – tratamientos que a menudo tienen efectos secundarios no deseados?
Esta es la idea detrás de las vacunas contra el cáncer basadas en ARN mensajero (ARNm), que se basan en los avances científicos logrados con las vacunas contra el COVID-19 para abordar un problema de salud aún mayor.
En un número reciente de la revista académica Theranostics, el profesor asociado de la Binghamton University, Yuan Wan, y sus colaboradores describen una mejor manera de dirigir los tratamientos con ARNm. Este enfoque se basa en el trabajo de Wan de los últimos cinco años para desarrollar un método de administración más eficaz para los medicamentos de quimioterapia.
“Entrenamos al sistema inmunológico utilizando marcadores del tumor. Cuando aparecen células cancerosas con ese marcador, las respuestas inmunitarias naturales pueden reconocerlas y destruirlas”, explicó Wan, miembro del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science.
En lugar de utilizar una versión muerta o debilitada de un virus o bacteria, las vacunas de ARNm indican a las células tumorales que fabriquen una proteína que se asemeja a algo que produciría un invasor no deseado. Las proteínas de espiga del virus SARS-CoV-2 crecen en las paredes de las células cancerosas y desencadenan una respuesta inmunitaria en el cuerpo humano contra estas células.
“En los últimos 50 años, los científicos no han logrado muchos avances con las vacunas contra el cáncer porque los tumores evolucionan constantemente; cada uno probablemente se desarrollará de manera diferente”, señaló Wan. “Si utilizas una vacuna contra un marcador tumoral para el tratamiento, pero el tumor evoluciona de manera diferente, el tratamiento se vuelve inútil. En esta nueva estrategia, los científicos utilizan una vacuna para forzar a las células cancerosas a mostrar proteínas de superficie únicas. Esto actúa como un interruptor, activando el sistema inmunológico para que pueda reconocer y eliminar específicamente las células tumorales.”
El equipo de investigación desarrolló nanobodies quiméricos con colas lipídicas diseñadas en fábricas celulares. Estos nanobodies se autoensamblan con lípidos, encapsulando el ARNm para formar nanopartículas de ARNm-lípidos con nanobodies sobresalientes en la superficie. Estos nanobodies superficiales permiten que las nanopartículas se unan específicamente a los tumores que sobreexpresan el receptor del factor de crecimiento epidérmico humano 2 (HER2), una característica clave de muchas células cancerosas.
“Cuando se unen a la superficie del tumor, entran en el tumor y liberan el ARNm que expresará las proteínas de espiga”, explicó Wan. “Estas proteínas de espiga estimulan eficazmente una respuesta inmunitaria robusta en el cuerpo. En última instancia, el sistema inmunológico activado reconocerá específicamente estos tumores marcados con proteínas de espiga y los destruirá.”
“Gracias a la pandemia de COVID-19, la mayoría de nosotros ya tenemos memoria inmunológica para esta proteína de espiga específica en nuestros cuerpos. Por lo tanto, si se hace que una célula tumoral exprese la misma proteína de espiga, el sistema inmunológico del cuerpo dice: ‘Un momento, ¡esto parece una infección viral de nuevo!’. El sistema inmunológico luego se apresura naturalmente e inmediatamente a destruir estas células tumorales, tratándolas como si fueran invasores infectados por un virus.”
Otra ventaja de esta nueva investigación es que estas nanopartículas no dependen del polietilenglicol (PEG), un producto químico de bioingeniería común que puede provocar reacciones adversas en los pacientes. Al cambiar la parte del nanobody, las nanopartículas dirigidas se pueden adaptar para una amplia gama de tumores.
Wan y su equipo probaron la respuesta inmunitaria inducida por la proteína de espiga a las células cancerosas dirigidas y obtuvieron resultados prometedores, pero se necesita más investigación y refinamiento antes de los ensayos médicos en humanos. El siguiente paso es desarrollar métodos para la fabricación a gran escala de estas nanopartículas de ARNm-lípidos dirigidas a tumores, ya que actualmente se producen solo en pequeños lotes.
“Estos tratamientos con ARNm podrían ser la clave para muchos problemas médicos generalizados, como enfermedades infecciosas, oncología y modulación inmunitaria”, dijo Wan. “Podrían revolucionar la medicina preventiva y terapéutica.”
También contribuyeron al artículo de Theranostics el investigador postdoctoral de Binghamton, Md. Mofizur Rahman; Chuandong Zhu y Lixue Wang de la Universidad de Medicina Tradicional China de Nanjing; Jing Wang de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nanjing; y Yun Zhang de Nanjing Regenecore Biotech Co.
