Científicos farmacéuticos de la Universidad de Iowa han descubierto que una combinación de vacuna y nanopartículas cargadas eliminó tumores o prolongó la vida útil en ratones con tumores de melanoma. La imagen muestra un tumor de melanoma, con vasos sanguíneos y linfáticos. La parte ampliada muestra cómo las nanopartículas cargadas estimulan las células inmunitarias para localizar y combatir el tumor. Crédito:laboratorio Aliasger Salem, Universidad de Iowa
Los cánceres en humanos tienen todo tipo de formas de sobrevivir y prosperar:tanto las células como los tumores se involucran en medios tortuosos para desviar, engañar y evadir la detección por parte del sistema inmunológico de nuestros cuerpos.
Considere cómo se defienden de las vacunas contra el cáncer, por ejemplo. Las células cancerosas en el cuerpo, ya sea solas o consolidadas, esencialmente se ocultan a través de secreciones químicas para permanecer camufladas ante los agentes de las vacunas que, de lo contrario, desencadenarían un ataque total del sistema inmunitario del cuerpo. El hecho de que el sistema inmunitario del cuerpo en gran medida no pueda "ver" el cáncer es una de las principales razones por las que los tratamientos contra el cáncer recurren a una guerra indiscriminada que mata las células sanas y las cancerosas por igual.
Los científicos farmacéuticos de la Universidad de Iowa pueden haber descubierto una nueva estrategia para superar las ingeniosas defensas del cáncer. En un nuevo estudio, los investigadores encontraron que las nanopartículas cargadas combinadas con una vacuna eran efectivas para eliminar tumores o prolongar la vida útil en ratones cancerosos.
El nuevo enfoque es atractivo, sostienen los investigadores, porque la nanopartícula podría fabricarse en masa, almacenarse a temperatura ambiente y administrarse por médicos generales para tratar una variedad de cánceres.
"Esta podría ser una formulación estable lista para usar que podría estar disponible en forma de polvo", dice Ali Salem, el autor correspondiente del estudio y el Lyle and Sharon Bighley Endowed Chair y Profesor de Ciencias Farmacéuticas en la Facultad de Farmacia de la UI.
Las nanopartículas cargadas, esferas que varían en diámetro de 100 a 160 nanómetros que se crearon en el laboratorio de Salem, se inyectaron alrededor de tumores de melanoma en ratones. Las nanopartículas actúan como una especie de faro, lo que permite que las células que combaten el melanoma activadas por la vacuna contra el adenovirus localicen el tumor y superen sus defensas.
En una serie de experimentos en los que participaron nueve ratones que recibieron la fórmula de la vacuna con nanopartículas y adenovirus, cinco ratones quedaron libres de cáncer, mientras que los otros cuatro sobrevivieron más de 100 días, más de tres veces más que los que recibieron solo la vacuna y cinco veces más que los que recibieron la vacuna. dado nada en absoluto.
"Es un nuevo enfoque para tratar el cáncer y hacer que las vacunas funcionen mejor", dice Salem. "Históricamente, las vacunas no han tenido el nivel de éxito traslacional que prometen. Este enfoque finalmente podría hacer realidad la promesa de las vacunas para tratar el cáncer".
La vacuna de adenovirus pone en marcha la operación de lucha contra el cáncer del cuerpo al instruir a una familia de células inmunitarias, llamadas células de linfocitos T citotóxicas, para que se desplieguen en misiones de búsqueda y destrucción de tumores. Pero los tumores secretan señales químicas para parecer no amenazantes y, por lo tanto, evaden en gran medida la detección. Las nanopartículas cargadas, cuando se inyectan cerca de un tumor, crean una respuesta inflamatoria, similar a prender fuego a una casa. Las células T, que circulan, ven las llamas y corren hacia el lugar.
"Las nanopartículas catiónicas crean una inflamación localizada en el sitio del tumor", explica Emad Wafa, investigador postdoctoral en la Facultad de Farmacia de Iowa y coautor del estudio. “Envía una señal, 'Oye, ven aquí, tenemos una situación aquí que necesita ser atendida'. Las nanopartículas son una adición crítica para ayudar a que la vacuna sea efectiva".
Otros estudios han demostrado el éxito de usar una combinación de un adyuvante, esencialmente un refuerzo de vacuna diseñado para estimular una respuesta inmunitaria más fuerte, y una vacuna para localizar y borrar tumores. En uno de esos estudios, dirigido por Sean Geary, científico investigador asistente en el laboratorio de Salem y coautor de este estudio, los investigadores inyectaron un adyuvante llamado CpG directamente en los tumores de los ratones, que se combinó con una vacuna de adenovirus para combatir los tumores en los ratones. Pero CpG no funcionó con tanta eficacia en ese estudio y no es tan fácil de fabricar en masa.
"Tenemos un agente sintético que es más rentable, es más fácil de fabricar, es más estable y sería más fácil para un médico aprenderlo y usarlo, en comparación con un agente biológico", dice Salem, quien ha estudiado vacunas para 23 años. "Es un enfoque conceptualmente diferente".
Los resultados se publicaron en línea el 20 de julio en Science Advances . El estudio se titula "Las nanopartículas catiónicas mejoran la infiltración tumoral de células T y las respuestas inmunitarias antitumorales a una vacuna contra el melanoma".
Los coautores incluyen a Rasheid Smith, quien obtuvo su doctorado en ciencias farmacéuticas en Iowa y actualmente es científico senior en la firma farmacéutica Zoetis; Kareem Ebeid, quien obtuvo su doctorado en ciencias farmacéuticas en Iowa; y Suhaila O. Alhaj-Suliman, quien este mes obtuvo su doctorado en ciencias farmacéuticas en Iowa. Una vacuna de ARNm para inmunoterapia contra el cáncer
