La combinación de una terapia proteica de molécula pequeña existente llamada ligando inductor de apoptosis relacionado con el factor de necrosis tumoral (TRAIL) con ultrasonido focalizado (FUS) puede reducir significativamente el tamaño y la carga del tumor en modelos de cáncer de próstata, según un nuevo estudio publicado en Advanced Science por investigadores de la Universidad de Rice y la Universidad de Vanderbilt.
En todo el mundo, unos 10 millones de personas mueren de cáncer cada año. Este estudio colaborativo, dirigido por Michael King, profesor de Bioingeniería de la cátedra ED Butcher de la Escuela de Ingeniería y Computación George R. Brown de la Universidad Rice, y Charles Caskey, profesor asociado de Radiología y Ciencias Radiológicas de la Universidad de Vanderbilt, es el primero en demostrar que la fuerza mecánica de baja intensidad en combinación con TRAIL puede tratar el cáncer.
El estudio arroja nueva luz sobre cómo el ultrasonido enfocado de baja intensidad y el TRAIL soluble destruyen específicamente las células cancerosas dentro del entorno compacto de una lesión primaria de cáncer de próstata.
Urge una terapia segura y eficaz para el cáncer de próstata
«Existe una necesidad urgente de mejorar la forma en que tratamos el cáncer de próstata avanzado y recurrente, que es la segunda causa de muerte entre los hombres en los Estados Unidos y es el cáncer diagnosticado con mayor frecuencia en más de 100 países», dijo King, quien es un académico del Instituto de Prevención e Investigación del Cáncer de Texas. «Ahora hemos encontrado una forma segura, eficaz y no invasiva de mejorar los efectos antitumorales de un medicamento específico contra el cáncer (TRAIL), un hallazgo prometedor que esperamos que pronto pueda aplicarse a la atención clínica».
Los tratamientos estándar actuales para el cáncer de próstata se asocian a efectos adversos graves. En los últimos años, las terapias basadas en FUS han ido ganando atención, ya que pueden localizarse específicamente en el tejido tumoral, lo que da como resultado menos efectos no deseados.
Los estímulos mecánicos amplifican los efectos anticancerígenos de TRAIL a través de Piezo1
La proteína TRAIL induce específicamente la muerte de las células cancerosas sin dañar las células sanas cercanas. Sin embargo, a pesar de los prometedores resultados en los estudios de laboratorio, solo unos pocos pacientes con cáncer han mostrado mejoras con la administración intravenosa de TRAIL en ensayos clínicos. Esto se debe a que TRAIL tiene una vida media muy corta (~30 minutos) y permanece en la circulación sanguínea solo brevemente antes de destruirse.
Por lo tanto, para eliminar eficazmente las células cancerosas, la terapia TRAIL debe administrarse varias veces al día, lo que no solo es inconveniente sino que también aumenta el riesgo de efectos secundarios no deseados.
«Anteriormente, habíamos descubierto que ciertas fuerzas mecánicas como el esfuerzo cortante del fluido (FSS) podían amplificar los efectos anticancerígenos de TRAIL con un influjo de calcio y la activación de una proteína llamada Piezo1 que desencadenaba la muerte celular», dijo King.
Sin embargo, la FSS no es clínicamente aplicable para tumores sólidos porque sólo está presente en los sistemas circulatorio y linfático y, por lo tanto, sólo es eficaz contra las células tumorales circulantes , que a menudo se observan en etapas posteriores de malignidad.
«El campo aún carece de un enfoque clínico sencillo y efectivo que combine la aplicación de fuerza mecánica con TRAIL soluble como terapia localizada para tratar tumores primarios de próstata de manera efectiva antes de que hagan metástasis en diferentes ubicaciones, lo que nos impulsó a realizar este estudio preclínico para examinar si FUS podría ser un buen candidato para ser desarrollado como terapia combinada para el cáncer de próstata», dijo King.
El FUS de baja intensidad actúa sinérgicamente con TRAIL para reducir los tumores de próstata en el laboratorio
Utilizando líneas celulares de cáncer de próstata, Abigail Fabiano y Malachy Newman (estudiantes de posgrado asesorados por King y Caskey respectivamente) realizaron varios experimentos para refinar y optimizar varios parámetros operativos de FUS in vitro.
Su objetivo inicial era garantizar que las células sanas cercanas no se vieran afectadas por las fuerzas de cizallamiento mecánicas. A continuación, descubrieron que la terapia combinada de FUS y TRAIL era mucho más eficaz para reducir la cantidad de células cancerosas y el tamaño de los tumores que FUS o TRAIL por separado, lo que respalda la idea de que la acción sinérgica de TRAIL y la activación de Piezo1 mediada por FUS es clave para lograr la máxima reducción tumoral.
«Este estudio fundamental proporciona información preclínica crucial que puede utilizarse para desarrollar una nueva terapia combinada para el cáncer de próstata «, afirmó King. «Además, abre las puertas a muchas nuevas vías para el uso de la mecanoterapia en medicina y tiene implicaciones de largo alcance en la forma en que la FUS y otras terapias mecánicas pueden combinarse con la terapia de proteínas de moléculas pequeñas y otros medicamentos para tratar de manera eficaz varios tipos de cáncer con menos efectos adversos en el futuro».
Más información: Abigail R. Fabiano et al, Aplicación de ultrasonidos para sensibilizar mecánicamente y de forma no invasiva los tumores de próstata a la apoptosis mediada por TRAIL, Advanced Science (2025). DOI: 10.1002/advs.202412995
