Las vacunas han protegido a las personas de enfermedades mortales durante generaciones. ¿También podrían ayudar a combatir el cáncer?
Los investigadores de Mayo Clinic están trabajando en el desarrollo de vacunas terapéuticas personalizadas contra el cáncer que podrían atacar las características distintivas de los tumores en cada persona.
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El nuevo enfoque, basado en los avances de la investigación genómica y el análisis de datos, tiene un potencial transformador para reforzar el poder del sistema inmunitario para identificar y atacar las células cancerosas.
«Para algunos pacientes con cáncer, la vacuna podría inducir la reducción de sus tumores y proporcionarles una inmunidad antitumoral duradera y a largo plazo», señala el Dr. Keith Knutson, codirector del Programa de Inmunología e Inmunoterapia en el Centro Oncológico Integral de Mayo Clinic en Florida y cocreador del Programa de Vacunas Personalizadas con Neoantígenos de Mayo Clinic. La investigación del Dr. Knutson se enfoca en prevenir el avance del cáncer.
El Dr. Knutson indica que las vacunas personalizadas contra el cáncer están diseñadas de manera similar a las vacunas contra la influenza o la COVID-19, en las cuales el ingrediente clave es una proteína específica relacionada con la enfermedad.
«A medida que el sistema inmunitario aprende a reconocer esa proteína, puede estimular la producción de células T asesinas para que la combatan», explica el Dr. Knutson.
Con la estrategia de las vacunas terapéuticas contra el cáncer de Mayo Clinic, el elemento principal consiste en trozos de las mutaciones proteicas tumorales únicas de una persona, conocidas como neoantígenos. Los fragmentos microscópicos de la proteína se generan a partir de las mutaciones genéticas en las células tumorales. Los neoantígenos se pueden hallar únicamente en la superficie de las células cancerosas, no en las sanas.
Debido a que los neoantígenos son extraños al organismo, el sistema inmunitario puede reconocerlos como invasores patogénicos. Cuando se combina con la inmunoterapia, la vacuna podría ayudar a generar una respuesta defensiva sólida.
«La idea es que, si podemos identificar entre 20 y 30 proteínas mutadas en el cáncer de una persona, podremos incluirlas en una vacuna», indica el Dr. Knutson. «Luego, podremos inmunizar reiteradamente a las personas mientras reciben tratamientos de inmunoterapia con inhibidores de puntos de control inmunitario».
En los modelos preclínicos en animales, el Dr. Knutson y su equipo aplicaron la combinación de la inmunoterapia y la vacuna para tratar el cáncer de mama. Comprobaron que la terapia dual prolongaba la supervivencia sin causar toxicidad significativa.
«La esperanza es que seamos capaces de repetir estos hallazgos en humanos», señala.
Diseñar vacunas personalizadas para cada paciente
El proceso de desarrollo de las vacunas comienza en el Centro de Medicina Individualizada de Mayo Clinic con la secuenciación de las células tumorales de un paciente y el análisis del ADN y las cadenas de aminoácidos —los elementos fundamentales de las proteínas— para encontrar posibles candidatos de neoantígenos.
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La supervisión de la selección crítica de antígenos está a cargo de la Dra. Yan Asmann, bioinformática del Centro de Medicina Individualizada de Mayo Clinic en Florida y cocreadora del Programa de Vacunas Personalizadas con Neoantígenos de Mayo Clinic. Utiliza métodos exhaustivos de secuenciación y algoritmos computacionales para elegir hasta 36 neoantígenos —entre cientos de miles— que pueden generar la respuesta inmunitaria más sólida.
«Algunos tumores son conocidos por presentar grandes cambios, como la reorganización estructural genómica, en la que los fragmentos completos de ADN se separan y se vuelven a fusionar», explica la Dra. Asmann. «Estos grandes cambios en realidad generan más neoantígenos extraños y, como consecuencia, más inmunogenicidad».
A continuación, el equipo de la Dra. Asmann valida manualmente la calidad de cada mutación y la precisión de los candidatos de neoantígenos que surgen de esas mutaciones.
«Observamos una enorme cantidad de cambios en el tejido tumoral», indica la Dra. Asmann. «Si bien la generación de neoantígenos es un proceso biológico muy complejo, estamos trabajando para automatizarlo a través de algoritmos computacionales, incluidos los modelos de aprendizaje automático».
Una vez que se seleccionan los neoantígenos, el Dr. Knutson formula los ingredientes de la vacuna con el objetivo de producir las respuestas inmunitarias más sólidas posibles para destruir completamente el tumor.
«Luego, seleccionamos cuidadosamente los neoantígenos que se pueden producir rápidamente con alta pureza para la administración segura y oportuna en el paciente», señala el Dr. Knutson.
El Dr. Knutson espera que la estrategia se pueda presentar pronto en ensayos clínicos para el tratamiento de diferentes tipos de cánceres y para la prevención de la enfermedad.
