La carga mundial del cáncer crece; sin vuelta de hoja. Se prevén más de 35 millones de nuevos casos de cáncer en 2050, lo que supone un aumento del 77% con respecto a los 20 millones de casos estimados en 2022. Por eso, científicos y científicas de todo el mundo mejorar las herramientas que tenemos para intentar curarlo.
Los tratamientos actuales contra el cáncer no pueden distinguir entre células sanas y células cancerosas. Cuando una persona con cáncer es tratada con quimioterapia, esta ataca a todas las células de su organismo, sean buenas o malas. Esto puede provocar efectos secundarios como caída del cabello, cansancio, sangrados, vómitos, etcétera.
Por ello, la inmunoterapia se perfila como una posible solución para los científicos. El motivo es que consiste en utilizar las propias defensas del sistema inmunitario de nuestro cuerpo para luchar contra el cáncer. Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Virginia (Virginia Tech) han encontrado una forma de renovar este tratamiento para convertirlo en una nueva terapia.
Consiste en reprogramar y ‘dopar’ a las células inmunes para que ataquen y destruyan solo las células cancerígenas, según explican en el estudio publicado en la revista Science Advances. Al aplicar inmunoterapia, se utilizan con frecuencia unas proteínas llamadas citoquinas.
«Las citoquinas son potentes y muy eficaces para estimular y ‘reunir’ un ejército de células inmunitarias a eliminar las células cancerosas», explica Rong Tong, profesor de Ingeniería Química. «El problema es que son tan potentes que si vagan libremente por el cuerpo, activarán todas las células inmunitarias que encuentren, lo que puede causar una respuesta inmunitaria hiperactiva y efectos secundarios potencialmente mortales».
Un sistema inmunológico hiperactivo puede derivar en muchos trastornos autoinmunes, que suceden cuando el sistema inmunológico ataca por error a los tejidos sanos de su propio cuerpo. Se trata de un grave problema que está siendo un palo en la rueda para tratar a los pacientes de cáncer con inmunoterapia.
«Los científicos determinaron hace tiempo que las citoquinas pueden utilizarse para activar y combatir los tumores, pero no sabían cómo localizarlas dentro del tumor sin que resultaran tóxicas para el resto del organismo», explica Tong. Sus ojos no ven esto como un problema de medicina, sino como uno de ingeniería.
Por eso, trabajó en colaboración con estudiantes de postgrado de ingeniería química y ciencia e ingeniería de materiales. «La ingeniería química puede ver el problema desde un enfoque técnico y utilizar sus conocimientos para ayudar a refinar y elevar la eficacia de las citoquinas para que puedan trabajar dentro del cuerpo con eficacia», señala.
El objetivo del equipo de investigación era encontrar un equilibrio entre la eliminación de las células cancerosas y la preservación de las sanas. Para lograrlo, crearon micropartículas diseñadas para permanecer dentro del entorno del tumor tras ser inyectadas en el organismo.
«En el campo de la ciencia y la ingeniería de materiales, estudiamos la química superficial y el comportamiento mecánico de los materiales, como la partícula especializada creada para este proyecto», explica Wenjun ‘Rebecca’ Cai, profesora asociada del departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. «La ingeniería, junto con el tamaño de las partículas, desempeñan papeles importantes en la administración controlada de fármacos».
Para garantizar el éxito de la administración del fármaco, Tong y sus estudiantes de ingeniería química anclaron las citocinas a estas nuevas micropartículas. Esto permite que las citocinas ancladas permanezcan dentro del entorno del tumor, limitando el daño delas citoquinas a las células sanas.
«Nuestra estrategia no sólo minimiza el daño inducido por las citocinas en las células sanas, sino que también prolonga la retención de las citocinas en el tumor», añade Tong. «Esto ayuda a facilitar el reclutamiento de células inmunitarias para el ataque selectivo del tumor». De hecho, la combinación de los anticuerpos de punto de control con la citocina anclada a partículas demostró eliminar con éxito muchos tumores en su estudio.
Impacto de la ingeniería en el tratamiento del cáncer
El siguiente paso en el proceso consiste en combinar el nuevo método de terapia localizada con citocinas con anticuerpos de bloqueo de puntos de control comercialmente disponibles y aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), que reactivan las células inmunitarias tumorales que han sido silenciadas para que puedan combatir las células cancerosas.
Los miembros del equipo esperan que su impacto en el tratamiento inmunoterápico forme parte de un movimiento mayor hacia enfoques de tratamiento del cáncer que sean inocuos para las células sanas. Según el equipo, el nuevo método de unir citocinas a partículas también podría utilizarse en el futuro para administrar otros tipos de fármacos inmunoestimulantes.
«Los investigadores siguen buscando tratamientos más seguros y eficaces contra el cáncer», afirma Tong. «Esta motivación es la que nos impulsa a desarrollar nuevas tecnologías en este campo. Toda la clase de fármacos que se emplean para poner en marcha el sistema inmunitario con el fin de combatir las células cancerosas aún no ha tenido mucho éxito. Nuestro objetivo es crear soluciones novedosas que permitan a los investigadores probar estos fármacos con terapias ya aprobadas por la FDA, garantizando tanto la seguridad como una mayor eficacia», concluye.
Por su parte, Cai afirma que la naturaleza de la investigación sobre el tratamiento del cáncer requiere conocimientos especializados en todas las disciplinas de la ingeniería. «Veo este proyecto como una unión perfecta entre la ingeniería química y la ciencia de los materiales». «Esta colaboración no sólo acelera la investigación en inmunoterapia, sino que también tiene la capacidad de transformar el tratamiento del cáncer».
