Un nuevo estudio, realizado por investigadores del MIT, sugiere que un circuito genético sintético desarrollado recientemente puede estimular el sistema inmunitario para matar las células cancerosas cuando identifica indicios del cáncer. El circuito genético solo estimulará una respuesta terapéutica cuando identifique dos marcadores de cáncer en particular.
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Se considera ampliamente que la inmunoterapia tiene un potencial sustancial en la lucha contra una variedad de cánceres. Según Timothy Lu, profesor asociado de ingeniería biológica y de ingeniería eléctrica e informática en el MIT, afirmó que la técnica se ha demostrado con éxito en varios ensayos clínicos recientes.
Lu indicó que ha habido varios datos clínicos en los últimos tiempos que significan que si el sistema inmunitario puede activarse de la manera correcta, podemos lograr que detecte el cáncer.
Algunos de los mejores ejemplos de esto son los llamados inhibidores de puntos de control, donde esencialmente los cánceres muestran señales de alto. [that prevent] células T de matarlos. Hay anticuerpos que se han desarrollado ahora que básicamente bloquean esas señales inhibidoras y permiten que el sistema inmunitario actúe contra los cánceres».
Timothy Lu, profesor asociado de ingeniería biológica y de ingeniería eléctrica e informática en el MIT.
Sin embargo, a pesar de este éxito, la utilización de la inmunoterapia sigue estando restringida por la escasez de antígenos específicos de tumores, sustancias que pueden estimular una respuesta del sistema inmunológico a un tipo de cáncer específico. La toxicidad de algunos tratamientos, cuando se ofrecen como terapia sistémica para todo el cuerpo, por ejemplo, es otro desafío.
Además, las terapias no son efectivas en todos los casos. De hecho, incluso en algunos de los ensayos más exitosos, solo entre el 30 y el 40 % de los pacientes con cáncer respondieron a un tratamiento determinado.
En consecuencia, ahora hay un impulso para desarrollar terapias combinadas, en las que se utilizan terapias diversas pero complementarias para aumentar la respuesta inmunitaria. Entonces, por ejemplo, si se utiliza un tipo de inmunoterapia para anular una señal inhibidora desarrollada por un cáncer, y el tumor responde aumentando la regulación de una segunda señal, entonces se podría utilizar un tratamiento adicional para atacar a esta también, Lu dice.
Indicó que existe un requisito para desarrollar inmunoterapias dirigidas mucho más particulares que funcionen localmente en el sitio del tumor, en lugar de intentar tratar sistemáticamente todo el cuerpo. Agregó además que se deben desarrollar múltiples inmunoterapias a partir de un solo paquete y, por lo tanto, ser capaces de activar el sistema inmunitario de diversas maneras.
Para implementar esto, un equipo de investigadores compuesto por los postdoctorados del MIT Ming-Ru Wu y Lior Nissim, ha desarrollado un circuito genético codificado en ADN que ha sido diseñado para discriminar las células no cancerosas de las células cancerosas.
El circuito del gen, que puede modificarse para responder a varios tipos de tumores, se basa en puertas AND simples utilizadas en la electrónica. Un circuito se encenderá mediante tales puertas AND solo cuando se proporcionen dos entradas.
Las células cancerosas difieren de las células normales en el perfil de su expresión génica. Entonces, los investigadores construyeron promotores sintéticos: secuencias de ADN desarrolladas para comenzar la expresión de genes, pero solo en células tumorales.
Se utiliza un virus para llevar el circuito a las células que están presentes en la región del cuerpo afectada por el cáncer. Luego, los promotores sintéticos se desarrollan para unirse a ciertas proteínas activas en las células tumorales, activando los promotores. Lu dice que el circuito se encenderá solo después de la activación de dos de los promotores del cáncer.
Esto permite que el circuito se dirija a las células cancerosas con mayor precisión que los tratamientos actuales, ya que necesita la presencia de dos señales específicas del cáncer antes de su respuesta.
Después de la activación, el circuito del gen expresa proteínas que están diseñadas para guiar al sistema inmunitario a atacar las células tumorales, junto con activadores de células T de superficie, que guían a las células T para que destruyan las células cancerosas. El circuito también expresa un inhibidor de punto de control, diseñado para levantar los frenos en la activación de las células T.
Cuando el circuito fue probado por los investigadores in vitroobservaron que era capaz de identificar células de cáncer de ovario en medio de otras células de ovario no cancerosas y otros tipos de células.
Luego, el circuito se probó en ratones a los que se les implantaron células tumorales de ovario y demostró que podía estimular a las células T para encontrar y destruir las células tumorales sin afectar a las células sanas circundantes.
Por último, los investigadores indicaron que el circuito genético podría convertirse instantáneamente para atacar otras células tumorales.
Lu afirmó que los investigadores habían identificado otros promotores selectivos del cáncer de mama y, una vez codificados en el circuito, estos promotores apuntarían a las células de cáncer de mama sobre otros tipos de células.
Eventualmente, los investigadores esperan que el circuito también se use para atacar otras enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal, la artritis reumatoide y otras enfermedades autoinmunes.
Los investigadores ahora planean probar el circuito de manera más completa en una variedad de modelos de cáncer. También tienen como objetivo construir un sistema de entrega para el circuito genético, que sería simple y flexible de usar y fabricar.
