Investigadores de la Universidad de Rice y la Facultad de Medicina de Baylor han demostrado que pueden erradicar los tumores de mesotelioma en etapa avanzada en ratones en solo unos días con un tratamiento que combina los implantes de «fábrica de medicamentos» de citoquinas de Rice y un medicamento inhibidor de puntos de control.
Los investigadores administraron las perlas productoras de fármacos, que no son más grandes que la cabeza de un alfiler, junto a tumores donde podrían producir dosis altas y continuas de interleucina-2 (IL-2), un compuesto natural que activa los glóbulos blancos para combatir el cáncer.
El estudio, publicado hoy en línea en Investigación clínica del cánceres el último de una serie de éxitos de la tecnología de fábrica de medicamentos inventada en el laboratorio del bioingeniero de Rice Omid Veiseh, incluida la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) para comenzar los ensayos clínicos de la tecnología este otoño en pacientes con cáncer de ovario.
«Desde el principio, nuestro objetivo fue desarrollar una terapia de plataforma que se pueda usar para múltiples tipos diferentes de trastornos del sistema inmunitario o diferentes tipos de cáncer», dijo la estudiante graduada de Rice, Amanda Nash, quien pasó varios años desarrollando la tecnología de implantes con el estudio co -autora principal Samira Aghlara-Fotovat, compañera de estudios en el laboratorio de Veiseh.
Las fábricas de citoquinas consisten en perlas de alginato cargadas con decenas de miles de células modificadas genéticamente para producir IL-2 natural, una de las dos citoquinas que la FDA ha aprobado para el tratamiento del cáncer. Las fábricas tienen solo 1,5 milímetros de ancho y se pueden implantar con cirugía mínimamente invasiva para administrar altas dosis de IL-2 directamente a los tumores. En el estudio del mesotelioma, las cuentas se colocaron junto a los tumores y dentro de la fina capa de tejido conocida como pleura, que cubre los pulmones y recubre la pared interior del tórax.
«Cuido a pacientes que tienen mesotelioma pleural maligno», dijo el Dr. Bryan Burt, profesor y jefe de la División de Cirugía Torácica de Baylor en el Departamento de Cirugía Michael E. DeBakey. «Esta es una neoplasia maligna muy agresiva del revestimiento de los pulmones. Y es muy difícil de tratar por completo mediante resección quirúrgica. En otras palabras, a menudo queda una enfermedad residual. El tratamiento de esta enfermedad residual con inmunoterapia local… la administración local de dosis relativamente altas de inmunoterapia en ese espacio pleural es una forma muy atractiva de tratar esta enfermedad».
Veiseh dijo que el estudio del mesotelioma comenzó cuando Burt y Baylor, cirujano y profesor asociado, el Dr. Ravi Ghanta, se enteraron de los primeros resultados de las pruebas de cáncer de ovario en animales que el equipo de Veiseh estaba realizando con colaboradores en el MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas. En marzo, los colaboradores de Veiseh y MD Anderson publicaron un estudio que mostraba que las microesferas productoras de IL-2 podrían erradicar los tumores colorrectales y de ovario en etapa avanzada en ratones en menos de una semana.
«Quedaron realmente impresionados con los datos preclínicos que teníamos sobre el cáncer de ovario», dijo Veiseh sobre Burt y Ghanta. «Y me hicieron la pregunta: ‘¿Podríamos aprovechar el mismo sistema para el mesotelioma?'».
El mesotelioma se refiere a cualquier tipo de cáncer que se presenta en los revestimientos de tejido que rodean y protegen los órganos internos. Alrededor del 80% de los casos de mesotelioma están relacionados con la exposición prolongada al amianto.
La inmunoterapia con medicamentos llamados inhibidores de puntos de control ha tenido cierto éxito en el tratamiento del mesotelioma. Los inhibidores de puntos de control no eliminan el cáncer directamente, sino que entrenan al sistema inmunitario para que reconozca y destruya las células cancerosas.
En el estudio del mesotelioma, el equipo de Rice-Baylor probó los implantes de fábrica de medicamentos de Veiseh solos y en combinación con un inhibidor de puntos de control que se dirigía a la proteína PD-1. Descubrieron que los implantes de la fábrica de medicamentos eliminaban los tumores en más del 50 % de los animales tratados cuando se usaban solos. Los tumores fueron completamente destruidos en los siete ratones que fueron tratados tanto con los implantes de la fábrica de fármacos como con el inhibidor del punto de control PD-1.
«Es muy difícil tratar los tumores de mesotelioma en ratones, como lo es en los seres humanos», dijo Burt, quien también es miembro del Centro Oncológico Integral Dan L. Duncan en Baylor. «Y lo que muestran nuestros datos es que la administración de estas partículas de inmunoterapia, regionalmente, a estos ratones que tienen mesotelioma, tiene respuestas de tratamiento muy provocativas y muy efectivas. De hecho, no he visto erradicar estos tumores de mesotelioma en ratones, con tal eficacia, como la que tenemos en este modelo de ratón».
Veiseh dijo que los resultados también sugirieron que la combinación de implantes que producen IL-2 e inhibidores de puntos de control anti-PD-1 podría ser eficaz para entrenar «células T de memoria» que pueden reactivar el sistema inmunitario para combatir el mesotelioma si reaparece.
«Tenemos una empresa derivada, Avenge Bio, que recientemente recibió autorización de la FDA para tratar a pacientes con cáncer de ovario, y en los próximos meses esperan comenzar a tratar pacientes con estas fábricas de citoquinas IL-2», dijo Veiseh.
«Los datos preclínicos informados en nuestro último manuscrito ayudaron a justificar el inicio de un segundo ensayo clínico para pacientes que sufren de mesotelioma y otros cánceres de pulmón con metástasis pleural», dijo Veiseh. «Hemos celebrado reuniones con la FDA y esperamos iniciar un segundo ensayo para esta población de pacientes en la segunda mitad de 2023».
Además de la investigación del cáncer, Veiseh y Ghanta recibieron una subvención de la Asociación Estadounidense del Corazón para estudiar el potencial de los implantes de citoquinas para curar las lesiones cardíacas causadas por ataques cardíacos.
La investigación fue financiada por el Instituto de Investigación para la Prevención del Cáncer de Texas (RR160047), la Fundación Nacional de Ciencias (1842494) y los Institutos Nacionales de Salud (R01DK120459-01).
