La medicina tiene grandes esperanzas en la inmunoterapia personalizada contra el cáncer. La idea es hacer que una vacuna incite al sistema inmunológico a combatir un tumor.
Fabio Bergamin, ETH Zurich
Los científicos de ETH Zurich han desarrollado un método que les permite determinar qué moléculas son adecuadas para la inmunización específica del paciente.
Las células que pertenecen al propio sistema inmunológico del cuerpo pueden ayudar a combatir los tumores. Desde hace varios años, esto ha permitido a los oncólogos usar medicamentos conocidos como inhibidores de punto de control para alentar a las células T a eliminar las células tumorales . El año pasado, los dos científicos que descubrieron este enfoque terapéutico recibieron el Premio Nobel de Medicina.
Mientras los médicos disfrutan de algunos éxitos iniciales con este método, especialmente con respecto a los melanomas y otros tipos de cáncer , los inmunólogos y los investigadores del cáncer están trabajando para desarrollar aún más el enfoque. Lo que tienen en mente es una vacuna que haría que las células T que repelen el cáncer se multipliquen en el cuerpo, fortaleciendo así las defensas inmunitarias del cuerpo. La gran pregunta es ¿qué moléculas son adecuadas para una vacuna? Investigadores que trabajan en el equipo de Manfred Kopf, Profesor de Biomedicina Molecular, han desarrollado un método para identificar tales moléculas.
Relación entre células inmunes y células tumorales
Como, por un lado, los tumores difieren mucho de un paciente a otro, y por otro lado, no hay dos personas (excepto los gemelos idénticos) que tengan el mismo sistema inmunológico, la futura inmunización contra el cáncer es un ejemplo complejo de medicina personalizada. El objetivo es desarrollar una vacuna individual para cada paciente.
Las vacunas potenciales incluyen piezas de proteínas, conocidas como péptidos , que se encuentran solo en los tumores debido a una mutación. Debido a que las células T son específicas y siempre reconocen solo un péptido en particular, solo como una clave se ajusta a un solo bloqueo, otro requisito previo para una vacuna de este tipo es que el paciente tenga células T capaces de reconocer estos péptidos cancerosos en primer lugar. Entonces, antes de que los médicos puedan inmunizar a un paciente con cáncer, se deben realizar pruebas de laboratorio para buscar los pares correspondientes de células T y péptidos. Un péptido que es reconocido por una célula T puede usarse para la inmunización personalizada. La vacuna debe activar las células T en el cuerpo que reconocen solo ese péptido (y por lo tanto las células tumorales).). Estas células T deberían acabar con el tumor.
El método de los investigadores de ETH hace posible que un laboratorio determine qué células T reconocen qué péptido. Hasta ahora esto ha sido increíblemente difícil. Los científicos utilizaron tumores en ratones para demostrar que su enfoque funciona. Luego, quieren demostrar la efectividad de su enfoque para tratar los tumores en los seres humanos.
Cada paciente tiene su propio conjunto de células reporteras.
En el corazón de este nuevo método se encuentra una colección de varios millones de células informadoras, cada una de las cuales presenta en su superficie celular uno de los muchos péptidos encontrados en un tumor. Las células informadoras están diseñadas para volverse verdes tan pronto como una célula T interactúa con ellas debido al reconocimiento del péptido presentado. Esto permite a los científicos identificar aquellos péptidos tumorales que las células T de un paciente con cáncer reconocen. Esto implica mezclar la colección de células informadoras con células T tomadas del tumor del paciente, aislar las células informadoras que se vuelven verdes e identificar el péptido que portan.
Dado que cada persona (y cada vertebrado en general) tiene un sistema inmunitario único, y como cada tumor tiene un patrón único de mutaciones, los científicos deben producir un conjunto diferente de células informadoras para cada paciente. «Una opción es determinar la secuencia genética del tumor y compararla con la secuencia genética de las células sanas del paciente», dice Kopf. Esto permite a los investigadores determinar en qué medida el tumor se diferencia del tejido sano y luego transferir la información genética con estas diferencias específicas de tumores a las células informadoras.
Prueba experimental
Como explica Kopf, «otros científicos están usando predicciones por computadora para tratar de averiguar qué péptidos cancerosos son adecuados para este tipo de inmunización. Pero este enfoque es tan bueno como los algoritmos utilizados, y en este momento no son muy confiables. En contraste, hemos desarrollado una prueba experimental que nos asegura que las células T reconocen los péptidos tumorales de los pacientes «.
Las pruebas iniciales que incluyeron un modelo de cáncer de mama en ratones mostraron a Kopf y sus colegas que su método funciona. En ratones inmunizados, el sistema inmunológico atacó el tumor; en los ratones no inmunizados que los científicos utilizaron como control, esto no sucedió.
Los científicos ya patentaron este método hace cinco años. En 2015, su prometedor descubrimiento les ganó el ETH Zurich’s Spark Award. Su trabajo fue publicado recientemente en la revista especializada Nature Immunology [ dx.doi.org/10.1038/s41590-019-0335-z ].
Para desarrollar aplicaciones comerciales para la técnica, los científicos fundaron un spin-off ETH llamado Tepthera. Esta puesta en marcha planea demostrar la efectividad de su enfoque al usar tumores en humanos.
Igual de interesante para las enfermedades autoinmunes.
«Esencialmente, nuestra técnica e inmunización personalizada son prometedoras para el tratamiento de todos los cánceres, especialmente en combinación con inhibidores del punto de control», dice Kopf, agregando que la tecnología también podría usarse en la investigación y el tratamiento de enfermedades autoinmunescomo la esclerosis múltiple o Diabetes tipo 1.
A diferencia del sistema inmunitario de las personas sanas, el sistema inmunitario de las personas que padecen enfermedades autoinmunes ataca no solo a las células extrañas o mutadas, sino también a las propias células corporales del paciente. En el caso de muchas de estas condiciones, aún no se sabe a qué moléculas nativas se dirige la respuesta autoinmune. Esto es algo que ahora se puede investigar utilizando el nuevo método. En contraste con el cáncer , donde la idea es usar la inmunización para activar las células asesinas , para enfermedades autoinmunes, el objetivo es desarrollar una vacuna que atempere el sistema inmunológico.
Más información: Jan Kisielow et al. Descifrando la especificidad de las células T CD4 + utilizando nuevos receptores quiméricos MHC-TCR, Nature Immunology (2019). DOI: 10.1038 / s41590-019-0335-zInformación del diario: Nature Immunology.Proporcionado por ETH Zurich
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