Un equipo de científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst-Ernest Pharmaceuticals ha logrado avances «emocionantes» y favorables para el paciente en el desarrollo de una terapia bacteriana no tóxica, BacID, para administrar medicamentos contra el cáncer directamente en los tumores. Esta tecnología emergente promete ser un tratamiento muy seguro y más eficaz de los cánceres con altas tasas de mortalidad, incluidos el cáncer de hígado, el de ovario y el de mama metastásico.
Por Patty Shillington, Universidad de Massachusetts Amherst
Se estima que los ensayos clínicos con la participación de pacientes con cáncer comenzarán en 2027. «Esto es emocionante porque ahora tenemos todos los elementos críticos para obtener un tratamiento bacteriano eficaz contra el cáncer», dice Neil Forbes, autor principal de la investigación publicada recientemente en la revista Molecular Therapy y profesor de ingeniería química en UMass Amherst.
«Lo que estamos tratando de hacer es liberar el potencial para tratar los cánceres en etapa avanzada», agrega el autor principal Vishnu Raman, quien obtuvo su doctorado en el Laboratorio Forbes en el Instituto de Ciencias Aplicadas de la Vida (IALS) de la Universidad de Massachusetts en Amherst. «Las bacterias son el hogar natural de los tumores y, como este tratamiento es tan específico, puede tratar algunos cánceres sin los efectos secundarios severos que se observan con otras terapias administradas sistemáticamente, como la quimioterapia».
Los nuevos hallazgos son la culminación de más de una década de investigación realizada por Raman, director científico de Ernest Pharmaceuticals, una startup de IALS cofundada por Raman, Forbes y el coautor Nele Van Dessel, un bioingeniero que desarrolló el sistema de administración bacteriana como investigador postdoctoral en el Laboratorio Forbes.
El equipo ha estado perfeccionando el desarrollo de cepas de Salmonella no tóxicas y modificadas genéticamente para atacar tumores y luego controlar la liberación de medicamentos que combaten el cáncer dentro de las células cancerosas. Además de evitar que el tejido sano sufra daños, esta plataforma de tratamiento del cáncer puede administrar órdenes de magnitud más terapia que la dosis administrada porque las bacterias, fáciles de fabricar, crecen exponencialmente en los tumores.
«Nos centramos en cómo hacer que esta cepa fuera realmente segura y fácil de usar», afirma Raman. «Las medidas de ingeniería genética que tomamos hicieron que esta cepa fuera al menos 100 veces más segura que cualquier otra que se haya probado en el pasado».
En esta cepa de tercera generación, Raman descubrió una forma de controlar el momento en que la bacteria, después de haber sido inyectada por vía intravenosa, invade las células cancerosas y administra la terapia. Esto mejoró enormemente la capacidad de atacar los tumores con concentraciones más altas de la terapia farmacológica, al tiempo que hizo que el tratamiento fuera mucho más seguro.
«En la cepa de primera generación, dependíamos básicamente del propio cerebro de la bacteria para encontrar el tumor y administrar la terapia. Pero no podíamos controlar exactamente cuándo sucedía eso, por lo que existían riesgos asociados con la invasión de células sanas, así como la eliminación prematura de las bacterias antes de que colonizaran los tumores, y queríamos mitigar ambos riesgos», afirma Raman.
Al principio de la investigación, los científicos descubrieron que eran los flagelos bacterianos (parte de la célula que ayuda al movimiento) los que permitían a las bacterias invadir las células cancerosas. Por eso diseñaron un circuito genético en las bacterias que activa la producción de flagelos con una simple dosis de aspirina de venta libre. Sin el interruptor de activación que proporciona el ácido salicílico , el producto metabólico activo en la sangre después de que una persona toma una aspirina, las bacterias permanecen latentes en el tumor .
«Un aspecto fundamental de esta tecnología es la activación controlada de los flagelos», explica Raman. «Y el otro aspecto fundamental es que, una vez que las bacterias entran en las células cancerosas, las diseñamos con un circuito suicida, de modo que se rompen por sí solas y liberan la terapia dentro de la célula cancerosa».
En la investigación preclínica con modelos de ratón, la bacteria se inyecta por vía intravenosa. «Se propaga por todas partes, pero luego el sistema inmunológico elimina rápidamente las bacterias atenuadas del tejido orgánico sano en dos días. Las bacterias continúan creciendo exponencialmente solo dentro de los tumores durante ese tiempo. El tercer día, administramos una dosis de aspirina sin receta para provocar que las bacterias invadan las células cancerosas y luego administramos la terapia «, dice Raman.
«Queríamos hacerlo lo más sencillo posible», añade. «De modo que el paciente pudiera recibir la infusión y tres días después, en su casa, tomar simplemente una dosis oral de aspirina».
El equipo ahora se centra en establecer el proceso para recibir la aprobación regulatoria para comenzar los ensayos clínicos .
«Hemos visto un gran crecimiento en el área del tratamiento del cáncer basado en microbios», dice Raman, «y estamos orgullosos de estar a la vanguardia en este campo».
Más información: Vishnu Raman et al., Control de la administración intracelular de proteínas, la colonización tumoral y la distribución tisular utilizando el regulador maestro flhDC en una cepa de Salmonella ΔsseJ clínicamente relevante, Molecular Therapy (2024). DOI: 10.1016/j.ymthe.2024.12.038
