Programando bacterias para combatir el cáncer
La capacidad de programar células vivas para que se comporten de formas específicas en determinadas condiciones está creando nuevas oportunidades en la medicina. Un estudio reciente con ratones en el que los investigadores programaron bacterias para ayudar a combatir el cáncer es un ejemplo.
Algunos tumores prosperan y se diseminan porque sus células envían una señal de "no me comas" que hace que el sistema inmunológico los deje en paz. Las células tumorales que no envían la señal son vulnerables a los macrófagos y otras células inmunes que pueden engullirlos y digerirlos.
Ahora, científicos de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York han demostrado que es posible programar bacterias para que apaguen la señal de no comerme e induzcan una respuesta inmunitaria antitumoral.
El enfoque es un ejemplo de biología sintética, un campo emergente en el que los tratamientos médicos prometen ser más efectivos y específicos que muchos métodos moleculares.
En una reciente Medicina de la naturaleza En el artículo, los investigadores describen cómo programaron las bacterias y las utilizaron para reducir los tumores y aumentar la supervivencia en un modelo de linfoma de ratón.
Vieron que el tratamiento no solo reducía los tumores que inyectaban, sino que también respondían los tumores secundarios, distantes, o metástasis.
"Ver la respuesta de los tumores no tratados junto con el tratamiento de las lesiones primarias fue un descubrimiento inesperado", dice el coautor principal Tal Danino, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad de Columbia.
Ejemplo de efecto abscopal
Danino afirma que lo que presenciaron fue la primera demostración de un "efecto abscopal" en el tratamiento del cáncer que utiliza bacterias.
"Esto significa", agrega, "que podremos diseñar bacterias para cebar tumores localmente y luego estimular el sistema inmunológico para que busque tumores y metástasis que sean demasiado pequeños para ser detectados con imágenes u otros enfoques".
En la terapia del cáncer, el efecto abscopal es la capacidad de provocar una respuesta antitumoral que destruye las células cancerosas lejos del objetivo principal.
Las células que envían señales de no me comas son comunes no solo en los tumores sino también en los tejidos sanos. Esto presenta un desafío para los desarrolladores de inmunoterapias que se dirigen a la señal.
Danino y sus colegas enfrentaron este desafío al programar las bacterias para que solo liberaran su carga útil de silenciamiento de señales cuando pudieran sentir que estaban dentro del "microambiente del tumor".
E. coli con nanocuerpos codificados
La carga útil en sí tenía la forma de "un nanocuerpo codificado", y la bacteria que utilizaron era una "no patógena Escherichia coli tensión."
En tumores, E. coli las bacterias proliferan en núcleos necróticos o bolsas de células moribundas.
El equipo programó las bacterias para detectar quórum, lo que significa que cuando alcanzaban un cierto tamaño de población, morían y liberaban su carga útil de nanocuerpos codificados.
Esta estrategia impidió que las bacterias penetraran en otros tejidos y silenciaran las señales de no comerme en sus células. Sin embargo, también dejó suficientes células bacterianas para comenzar una nueva población, estableciendo ciclos repetidos de administración de fármacos en el tumor.
El equipo ya había demostrado una estrategia de administración de fármacos de este tipo en trabajos anteriores.
En el nuevo estudio, demostraron que también puede desactivar selectivamente las señales de no comerme en las células cancerosas al dirigirse a CD47, la proteína que envía la señal.
Cebado de células T infiltrantes de tumores
El equipo sugiere que el tratamiento funciona porque hace dos cosas. Primero, la presencia de bacterias vivas induce inflamación local en el tumor. Esto convoca al sistema inmunológico.
La segunda cosa que hace el tratamiento es activar las células inmunes, como los macrófagos, para que ingieran las células tumorales porque apaga la señal CD47 de no comerme. A su vez, esta respuesta inmune prepara las "células T que se infiltran en el tumor" que luego migran a metástasis distantes.
Los investigadores sugieren que los hallazgos son una "prueba de concepto de un efecto abscopal inducido por una inmunoterapia bacteriana diseñada" y concluyen:
"Por lo tanto, las bacterias modificadas genéticamente pueden usarse para la entrega segura y local de cargas útiles inmunoterapéuticas que conducen a una inmunidad antitumoral sistémica".
Ya están probando la seguridad y eficacia del método con otros tipos de cáncer en ratones. Después de eso, esperan pasar a ensayos clínicos en humanos.
