Equipos de investigadores estadounidenses de varias universidades están desarrollando una terapia bacteriana altamente eficiente para atacar el cáncer con mayor precisión y hacer que el tratamiento sea más seguro con una sola dosis de un dólar. El proyecto que cuenta con financiación de fondos federales busca mejorar las terapias tradicionales contra el cáncer que hasta el momento han tenido una eficacia limitada en el tratamiento de los pacientes.
Terapias como la quimioterapia o la radioterapia pueden causar efectos secundarios dañinos, mientras que otras tienden a provocar una baja capacidad de respuesta del paciente. Además, según la Red de Acción contra el Cáncer de la Sociedad Estadounidense del Cáncer, el 73% de los supervivientes y pacientes de cáncer se muestran preocupados sobre cómo iban a pagar el coste de la atención del cáncer, y el 51% dijo que tenían deudas médicas por el tratamiento. Y es que en Estados Unidos una terapia contra el cáncer de última generación puede llegar a costar hasta 1.000.000 de dólares.
El proyecto busca diseñar bacterias para ayudar a las células T a matar el tejido canceroso, destruirse a sí mismas y abandonar el cuerpo de forma segura
La Universidad Texas A&M y la Universidad de Missouri están liderando un proyecto para desarrollar un tratamiento contra el cáncer controlado, seguro y de bajo costo. Con una subvención de 20 millones de dólares de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Salud (ARPA-H), los investigadores trabajan en un proyecto de cuatro años como parte de la iniciativa 'Cancer Moonshot' de la administración actual, en un esfuerzo para avanzar y aumentar la financiación para la investigación del cáncer. Se trata de los primeros proyectos financiados por la agencia recién creada que tiene como objetivo lograr mejores resultados de salud global apoyando el desarrollo de soluciones de alto impacto para los problemas de salud más desafiantes de la sociedad.
La subvención de 12 millones de dólares está destinada a la Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M/Texas A&M, donde los co-investigadores principales, los doctores Arum Han, Jim Song y Chelsea Hu están desarrollando bacterias sintéticas programables para la destrucción inmunodirigida en entornos tumorales (SPIKE). La idea es diseñar bacterias para ayudar a las células T a matar el tejido canceroso, destruirse a sí mismas una vez que el cáncer desaparece y abandonar el cuerpo de forma segura como excremento humano.
"Los SPIKE pueden atacar específicamente las células tumorales", afirma el Dr. Han. “Y dado que sólo se dirige al tejido canceroso y no a las células sanas circundantes, la seguridad del paciente aumenta exponencialmente. Es un gran honor estar en este equipo, abordando un problema de salud importante que afecta a mucha gente”.
Esta bacteria se está desarrollando para mejorar su eficacia para combatir al menos cuatro tipos de cáncer
La investigación desarrolla sistemas de microfluidos de alto rendimiento que pueden procesar y examinar rápidamente bibliotecas terapéuticas bacterianas de forma masiva, una célula a la vez, para identificar rápidamente los tratamientos más prometedores. Estos sistemas se habilitan mediante la integración de métodos de microfabricación y biotecnología para lograr un sistema de manipulación de líquidos con un volumen de picolitros que puede analizar células individuales con alta precisión y altas velocidades, creando dispositivos para analizar células individuales rápidamente.
"El mayor desafío es descubrir cómo desarrollar realmente estos microdispositivos sofisticados que nos permitan realizar millones y millones de pruebas totalmente automatizadas casi sin intervención manual o humana", dijo Han. "Ese es el desafío de la ingeniería".
Los investigadores están particularmente interesados en Brucella Melitensis, una bacteria conocida por su capacidad para modificar el microambiente del cuerpo humano y estimular la inmunidad antitumoral mediada por células T. Esta bacteria se está desarrollando aún más para mejorar su eficacia para combatir al menos cuatro tipos de cáncer. Los primeros datos sugieren que la eficacia de Brucella supera significativamente los tratamientos actuales contra el cáncer, incluida la terapia de células T con receptores de antígenos quiméricos y las terapias con receptores de células T, con una tasa de respuesta superior al 70%. "Estamos trabajando para mejorar Brucella Melitensis para prevenir o suprimir de manera más eficiente el crecimiento tumoral", afirmó Jim Song, profesor de la Facultad de Medicina de Texas A&M. "Nuestro enfoque actual implica descubrir cómo diseñar bacterias para rescatar células inmunes antitumorales, mejorando su eficacia para matar células tumorales".
TERAPIA SEGURA Y CONTROLABLE
"Se ha demostrado que la cepa de Brucella que estamos usando es segura para los huéspedes porque es una versión atenuada, lo que significa que se ha eliminado un gen clave necesario para la virulencia de las bacterias", indicó Chelsea Hu, profesora asistente en el Departamento de Ingeniería Química, quien afirma que se trabaja para garantizar que la terapia bacteriana viva sea segura y controlable. "En última instancia, queremos controlar la tasa de crecimiento de la bacteria, dónde crece dentro del entorno del tumor y su capacidad de autodestruirse cuando se completa su misión".
Los investigadores explican que planean diseñar biosensores en las bacterias, permitiéndoles diferenciar entre tejido sano y tejido tumoral para garantizar que crezcan sólo dentro del microambiente del tumor. Para controlar la tasa de crecimiento, los genes de la bacteria se alterarán para regular su población y oscilar alrededor de un punto de ajuste específico.
“Nuestro objetivo es conseguir un tratamiento eficaz contra el cáncer por menos de 1 dólar por dosis"
La bacteria tendrá un receptor que, una vez desaparezca el cáncer, se pueda activar a través de antibióticos que indicarán a la bacteria que debe eliminarse y abandonar el cuerpo del paciente de forma segura. "Es una gran oportunidad contar con un equipo increíble que tiene experiencia y puede llevar esta tecnología a la vanguardia", afirmó la Dra. Hu. "Nuestro objetivo es conseguir proporcionar a los pacientes un tratamiento eficaz contra el cáncer por menos de un dólar por dosis".
Las aplicaciones futuras de la ingeniería bacteriana que se abre con esta investigación son ilimitadas. "Para nuestro próximo gran proyecto, trabajaremos juntos para diseñar bacterias contra enfermedades autoinmunes como la diabetes tipo 1 y la artritis reumatoide", afirmó el Dr. Song. La inmunoterapia basada en bacterias representa una frontera innovadora en la medicina y ofrece el potencial de revolucionar el tratamiento de enfermedades autoinmunes. Aprovechando el poder de los microbios beneficiosos para modular el sistema inmunológico, “estamos a punto de cambiar el futuro de la medicina”, indicó. “Nuestra investigación y experiencia prometen transformar las vidas de millones de personas, brindándoles nuevas esperanzas y un mañana más saludable", concluye.