Un equipo de investigación de la Universidad de Massachusetts Amherst anunció recientemente que una nueva vacuna basada en nanopartículas previno con éxito una variedad de cánceres agresivos, incluidos el melanoma, el cáncer de páncreas y el cáncer de mama triple negativo, en experimentos con ratones. Los estudios han demostrado que, dependiendo del tipo de cáncer, hasta el 88% de los ratones vacunados permanecieron libres de tumores durante todo el período de prueba, y esta estrategia redujo significativamente o incluso evitó por completo la metástasis del cáncer en el cuerpo en múltiples ensayos.
El núcleo de esta vacuna candidata es una plataforma "superadyuvante" compuesta de nanopartículas lipídicas que pueden encapsular y administrar de manera estable simultáneamente dos moléculas inmunoestimulantes diferentes y luego combinarlas con antígenos cancerosos específicos o "lisados tumorales" del propio tumor. Según el equipo de investigación, este diseño simula la forma en que los patógenos envían múltiples "señales de peligro" al sistema inmunológico, activando así de manera más efectiva las células inmunes innatas, impulsándolas a presentar antígenos de manera eficiente e iniciar respuestas de destrucción de células T contra los tumores, mientras se establece una memoria inmune duradera.
En la primera fase del estudio, los investigadores emparejaron la plataforma de nanopartículas con antígenos peptídicos de melanoma conocidos, vacunaron ratones y luego inyectaron células de melanoma tres semanas después para simular un desafío tumoral. Los resultados mostraron que el 80% de los ratones que recibieron esta nanovacuna "súper adyuvante" mantuvieron una supervivencia libre de tumores durante el período de observación de hasta 250 días, mientras que el grupo de control que recibió vacunas tradicionales, fórmulas sin nano o ninguna vacuna desarrolló tumores y murió en 35 días. Al mismo tiempo, en experimentos que simulaban diseminación hematógena y metástasis, no apareció metástasis en los pulmones de los ratones vacunados con la nanovacuna, mientras que se encontraron nódulos tumorales evidentes en los pulmones de todos los animales de control, lo que destaca su potencial para bloquear la metástasis.
El líder de la investigación, Prabhani Atukorale, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Biomédica de la escuela, señaló que el equipo describió esta protección como "inmunidad de la memoria". Su ventaja es que la memoria inmune no se limita a una determinada parte, sino que se extiende por todo el cuerpo, manteniendo así patrullas y vigilancia a largo plazo contra las células cancerosas que puedan aparecer en el futuro. Su trabajo anterior ha demostrado que diseños similares de nanofármacos pueden reducir o incluso eliminar tumores pancreáticos existentes en ratones, y esto demuestra además que la misma plataforma también puede usarse como vacuna preventiva para construir una línea de defensa antes de que se formen tumores.
Sin embargo, el desarrollo de antígenos especializados para cada cáncer a menudo requiere secuenciaciones genéticas y análisis bioinformáticos complejos y costosos. Para superar este obstáculo, el equipo intentó utilizar "lisados tumorales" de fuentes más directas como antígenos en la segunda fase, combinando todos los componentes de las células cancerosas muertas con nano-"súper adyuvantes" para fabricar una vacuna, y probó su efecto protector contra el melanoma, el adenocarcinoma ductal de páncreas y el cáncer de mama triple negativo en ratones. Los resultados fueron sorprendentes: en un modelo de cáncer de páncreas, el 88% de los ratones vacunados rechazaron la formación de tumores; en un modelo de cáncer de mama, esto fue del 75%, y en un modelo de melanoma, del 69%. Todos los ratones vacunados que permanecieron libres de tumores durante el desafío inicial también mostraron una fuerte resistencia a la metástasis cuando posteriormente se les reinfundió células cancerosas de forma sistémica.
Griffin Kane, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en la escuela, dijo que una fuerte respuesta de células T específicas del tumor es la clave para extender la supervivencia y prevenir la recurrencia. La razón por la que esta nanoplataforma puede mejorar significativamente las respuestas de las células T es que resuelve el problema de compatibilidad "incompatible" entre muchos adyuvantes inmunitarios prometedores: en las preparaciones tradicionales, a menudo es difícil que múltiples moléculas estimulantes del sistema inmunitario coexistan de manera estable debido a diferencias en las propiedades moleculares, mientras que las nanopartículas lipídicas pueden coencapsular y liberar de manera coordinada diferentes adyuvantes como un "compartimento portador", logrando así una activación inmune innata multicanal y una presentación eficiente de antígenos.
Los investigadores creen que este sistema de nanopartículas proporciona una base sólida para la construcción de una vacuna "plataforma" que pueda adaptarse a una variedad de cánceres. En el futuro, se espera que se utilice como vacuna terapéutica contra el cáncer para ayudar a los pacientes diagnosticados a controlar su enfermedad y reducir el riesgo de recurrencia y metástasis. También puede proporcionar programas de inmunización preventiva para grupos de alto riesgo. Centrándose en esta tecnología central, Atukorale y Kane cofundaron la nueva empresa NanoVax Therapeutics, que se dedica a promover la transformación clínica de esta plataforma, completar la verificación de seguridad y eficacia "sin riesgos" y expandirse a más tipos de cáncer y escenarios de tratamiento.
Una investigación relevante se publicó en la revista "Medicine" con un artículo titulado "Nanopartículas superadyuvantes para la vacunación contra el cáncer en plataforma". Actualmente, el equipo planea seguir desarrollando vacunas terapéuticas contra el cáncer basadas en la base existente y ha comenzado una investigación traslacional en etapa temprana. Los investigadores también enfatizaron que este progreso depende del apoyo de múltiples instituciones como el Departamento de Ingeniería Biomédica, el Instituto de Ciencias de la Vida Aplicadas y la Facultad de Medicina Colaboradora del campus. La intersección multidisciplinaria es la clave para promover la tecnología de nanoinmunización desde el laboratorio hasta la clínica.