Investigadores de la Facultad de Ingeniería de Virginia Tech (Estados Unidos) han desarrollado una nueva inmunoterapia contra el cáncer para localizar citocinas que matan el cáncer en los tumores y mejorar la eficacia del tratamiento.

En concreto, Rong Tong, profesor asociado de ingeniería química, se ha asociado con Wenjun "Rebecca" Cai, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales, para explorar un tratamiento de inmunoterapia contra el cáncer que ha sido de interés para los investigadores durante mucho tiempo. Tal y como publica la revista ´Science Advances´, este tratamiento implica activar las células inmunes del cuerpo y reprogramarlas para atacar y destruir las células cancerosas. Este método terapéutico se implementa frecuentemente con la proteína citoquina. Las citocinas son pequeñas moléculas de proteínas que actúan como mensajeros bioquímicos intercelulares y son liberadas por las células inmunitarias del cuerpo para coordinar su respuesta.

"Las citocinas son potentes y muy eficaces para estimular las células inmunitarias para eliminar las células cancerosas", aclara Tong. "El problema es que son tan potentes que si deambulan libremente por el cuerpo, activarán cada célula inmune que encuentren, lo que puede causar una respuesta inmune hiperactiva y efectos secundarios potencialmente fatales".

Tong y Cai, en colaboración con estudiantes de posgrado en ingeniería química y ciencia de materiales e ingeniería, han desarrollado un enfoque innovador para emplear proteínas citocinas como posible tratamiento de inmunoterapia. A diferencia de los métodos anteriores, su técnica garantiza que las citocinas que estimulan las células inmunitarias se localicen eficazmente dentro de los tumores durante semanas, preservando al mismo tiempo la estructura y los niveles de reactividad de las citocinas.

El objetivo del equipo de investigación es encontrar un equilibrio entre matar las células cancerosas en el cuerpo y preservar las células sanas.

Para lograr este objetivo, Tong y sus estudiantes utilizaron su experiencia para crear partículas especializadas con tamaños distintivos que ayudan a determinar hacia dónde se dirige la droga. Estas micropartículas están diseñadas para permanecer dentro del entorno del tumor después de ser inyectadas en el cuerpo. Cai y sus alumnos trabajaron para medir las propiedades superficiales de estas partículas.

"En el campo de la ciencia e ingeniería de materiales, estudiamos la química de la superficie y el comportamiento mecánico de los materiales, como la partícula especializada creada para este proyecto", expone Cai. "La ingeniería y caracterización de superficies, junto con el tamaño de las partículas, desempeñan funciones importantes en la administración controlada de fármacos, lo que garantiza una presencia prolongada del fármaco y una eficacia terapéutica sostenida".

Para garantizar una administración exitosa de medicamentos, Tong y sus estudiantes de ingeniería química diseñaron una estrategia novedosa que, por un lado, ancla las citocinas a estas nuevas micropartículas, limitando el daño de las citocinas a las células sanas. Por otro, permite que las citoquinas recién ancladas en partículas impulsen los sistemas inmunológicos y recluten células inmunes para atacar las células cancerosas.

"Nuestra estrategia no sólo minimiza el daño inducido por las citocinas a las células sanas, sino que también prolonga la retención de citocinas dentro del tumor", apunta Tong. "Esto ayuda a facilitar el reclutamiento de células inmunes para el ataque tumoral dirigido".

Los miembros del equipo esperan que su impacto en el tratamiento de inmunoterapia sea parte de un movimiento mayor hacia enfoques de tratamiento del cáncer que sean inofensivos para las células sanas. Según el equipo, el nuevo enfoque de unir citoquinas a partículas también podría usarse en el futuro para administrar otros tipos de fármacos inmunoestimulantes.

"Los investigadores todavía están buscando tratamientos contra el cáncer más seguros y eficaces", apunta Tong. "Esta motivación es la que nos impulsa a desarrollar nuevas tecnologías en el campo. Toda la clase de medicamentos que se emplean para reactivar el sistema inmunológico para combatir las células cancerosas aún no ha tenido éxito. Nuestro objetivo es crear soluciones novedosas que permitan a los investigadores probar estos medicamentos con terapias existentes aprobadas por la FDA, garantizando tanto la seguridad como una mayor eficacia".

Cai señala por su parte que la naturaleza de la investigación sobre el tratamiento del cáncer requiere experiencia en todas las disciplinas de la ingeniería. "Veo este proyecto como una unión perfecta entre la ingeniería química y la ciencia de los materiales", finaliza Cai. "El primero se centra en la parte de síntesis y administración de fármacos, el segundo en la aplicación de la caracterización avanzada de materiales. Esta colaboración no sólo acelera la investigación en inmunoterapia, sino que también tiene la capacidad de transformar el tratamiento del cáncer".