Combinando descubrimientos en inmunología del cáncer con ingeniería genética sofisticada, los investigadores de la Universidad de Columbia han creado una especie de «escuadrón suicida bacteriano» que se dirige a los tumores, atrayendo las propias células inmunitarias del huésped hacia el cáncer para destruirlo. El nuevo trabajo, publicado hoy en Science Advances, marca un gran paso adelante en los esfuerzos para reclutar bacterias no patógenas para combatir el cáncer.
Los científicos saben desde hace años que algunas especies de bacterias pueden prosperar dentro de los tumores. Nicholas Arpaia, PhD, profesor asistente de microbiología e inmunología en el Vagelos College of Physicians and Surgeons de Columbia y autor principal del nuevo artículo. En una colaboración continua con Tal Danino, PhD, profesor asociado de ingeniería biomédica en Columbia Engineering, el Dr. Arpaia ha estado construyendo una estrategia antitumoral en torno a ese fenómeno.
El núcleo del enfoque es una cepa probiótica de la bacteria E. coli, diseñada con un circuito de lisis sincronizado. Una vez que las células bacterianas alcanzan un quórum dentro de un tumor, el circuito se activa, lo que hace que la mayoría de las bacterias se disuelvan o se rompan, liberando su contenido. Previamente, los investigadores agregaron genes a los microbios que codifican proteínas que bloquean el crecimiento de células tumorales, o que marcan el tumor para que las células inmunitarias lo digieran.
Los inmunólogos han descubierto que diferentes quimiocinas, proteínas de señalización del sistema inmunitario, atraen diferentes tipos de células inmunitarias y las estimulan para que respondan de formas específicas. En el nuevo trabajo, el equipo incluyó una versión mutada de un gen de quimiocina humana que atrae a las células T «asesinas».
Para aumentar aún más la eficacia terapéutica, los investigadores agregaron una segunda cepa bacteriana que expresa otra quimiocina, esta vez para atraer a las células dendríticas. Las células dendríticas activadas comen las células tumorales, luego presentan sus antígenos a las células T, que luego pueden reconocer mejor las células tumorales y responder a ellas de manera más confiable.
El nuevo trabajo involucró a colaboradores del Departamento de Patología y Biología Celular, el HICCC y el Instituto de Ciencia de Datos de Columbia, y también se basó en una larga serie de hallazgos previos de otros.
En modelos de cáncer en ratones, las bacterias modificadas inducen respuestas inmunitarias sólidas contra los tumores a los que se les ha inyectado directamente la bacteria, así como contra tumores más distantes que no se inyectaron. La administración de bacterias por vía intravenosa también funciona.
Los científicos continúan jugando con el sistema para optimizarlo, al mismo tiempo que sientan las bases para llevarlo a ensayos clínicos. El Dr. Arpaia y algunos de sus colaboradores han solicitado una patente sobre el enfoque y forman parte de una empresa, GenCirq, Inc., para seguir desarrollando la terapia.
