Proyecto liderado por Nebraska examina la leche como posible luchador contra el cáncer

En el cuidado de la salud, tal vez ninguna palabra envíe un mensaje más escalofriante que «cáncer». Los tumores cerebrales, por ejemplo, resultan especialmente resistentes a los tratamientos actuales. Solo el 5% de los pacientes con esa afección sobreviven más de tres años y la mediana de supervivencia es de 10 a 14 meses.

Pero un proyecto de investigación innovador realizado por científicos de la Universidad de Nebraska-Lincoln ofrece el potencial para un gran avance. En un proyecto financiado con fondos federales, Janos Zempleni, profesor del Departamento de Nutrición y Ciencias de la Salud, y los colegas de Husker están buscando una forma sorprendente de usar la leche como el vehículo que administra terapias para combatir el cáncer en el cerebro.

El concepto no es tan fantasioso como podría parecer: se basa en la ciencia reciente. Los hallazgos preliminares de los últimos años muestran que es posible manipular la función genética del cuerpo para reducir el crecimiento de los tejidos, incluidos los tumores cancerosos. Los científicos logran ese resultado al dirigir un tipo de regulador de genes conocido como siRNA al tejido objetivo. La señalización genética transportada por los siRNA cierra la función genética que permite el crecimiento de tejido nuevo.

Pero convertir ese hallazgo preliminar en un tratamiento médico efectivo se ha topado con obstáculos. Hasta el momento, los científicos no han podido encontrar una forma eficiente de administrar los genes de manera constante en el área objetivo y en cantidad suficiente.

Resulta que la leche ofrece una buena oportunidad para resolver el problema. Los humanos absorben los siRNA a través de los alimentos, según muestra una investigación reciente. Y la leche, descubrió Zempleni, se destaca por su sólida capacidad, una vez ingerida, para ayudar a que los genes se acumulen naturalmente en el cerebro.

En su proyecto, los investigadores de Husker perfeccionarán las técnicas centradas en la leche para la entrega de genes eficaz. Específicamente, el proyecto utilizará genes siRNA transportados por la leche para detener la función de crecimiento de un gen conocido como IDH1, cuyas mutaciones dan como resultado tumores cerebrales. La investigación también ofrece esperanza para abordar anomalías genéticas raras centradas en el cerebro que afectan a los niños pequeños, dijo Zempleni, profesora Willa Cather de nutrición molecular y directora del Centro para la Prevención de Enfermedades de la Obesidad de Nebraska.

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ha proporcionado una subvención de $630.000 para apoyar el proyecto. Zempleni dirigirá la investigación, en colaboración con Forrest Kievit, profesor asistente de ingeniería de sistemas biológicos, y Jiantao Guo, profesor asociado de química. El Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del USDA otorgó la subvención.

El potencial a largo plazo de esta ciencia es «enorme. Todavía no se ha realizado en absoluto», dijo Zempleni, miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de las Ciencias y ganador del premio Omtvedt Innovation 2015 del Instituto de Recursos Agrícolas y Naturales. Premio.

Zempleni y sus colegas utilizarán la ciencia genética y la química para cargar exosomas, una nanopartícula natural en la leche, con material terapéutico que incluye siRNA. Cargar el material en exosomas de leche de vaca primero requeriría modificar genéticamente a la vaca, una tarea enormemente complicada. Entonces, los investigadores en su lugar cultivarán células MAC-T (similares en composición genética a las células de leche de vaca) en el laboratorio para producir exosomas, y luego las dirigirán a tumores cerebrales en ratones.

Los investigadores tienen como objetivo desarrollar técnicas que logren dos objetivos: hacer que los siRNA lleguen a los tumores de manera efectiva y consistente y que los siRNA se acumulen en cantidad suficiente para reducir el crecimiento del tumor.

Si esta tecnología resulta viable, se necesitará la producción a gran escala de exosomas para satisfacer la demanda de pacientes del mundo real. Los cultivos de laboratorio solo pueden suministrar un pequeño volumen de exosomas. Una vaca, en cambio, puede proporcionar un amplio número a través de su leche.

Por lo tanto, los investigadores de Husker tienen como objetivo, a largo plazo, dar un gran paso si su investigación actual alcanza sus objetivos de entrega de genes: buscarán desarrollar una vaca genéticamente modificada.

Tal vaca, escribió Zempleni, secretaría «exosomas de leche conducentes a la entrega máxima de terapias de ARN a tumores cerebrales en pacientes humanos con cáncer».

La industria farmacéutica ya está utilizando este concepto general. Se conoce como biofarmacia, es decir, el uso de animales en la producción de tratamientos médicos. El fármaco Atryn, utilizado para prevenir los coágulos de sangre en pacientes con una enfermedad rara, se obtiene de la leche de cabras modificadas genéticamente.

«Con nuestra tecnología, en realidad podría usar estos exosomas de leche, adjuntar la función adecuada y brindar una terapia a las personas que padecen estas enfermedades raras», dijo Zempleni. «Creo que esto podría ser un gran cambio de juego si conseguimos que una agencia de financiación se arriesgue a desarrollar estos animales. Esa es una tarea difícil. Con las células MAC-T, es relativamente fácil, pero llevar esto al ganado, una cabra o una vaca, es muy, muy complicado».

La investigación de Husker ha sido pionera en identificar la importancia de la leche como un mecanismo potencial de entrega de genes. En 2014, Scott Baier, candidato a doctorado en el laboratorio de Zempleni, propuso un proyecto de investigación inicial sobre el tema, que culminó en un Revista de Nutrición papel que él, Zempleni y otros colegas de Husker escribieron. Desde entonces, el artículo ha sido citado académicamente casi 300 veces. Baier recibió su doctorado en ciencias de la nutrición en Nebraska en 2015 y ahora es director sénior de estrategia médica en Vaniam Group, una compañía que se enfoca en terapias transformadoras contra el cáncer en Dallas.

El camino de Zempleni hacia la exploración científica de la genética y la ciencia de los alimentos comenzó en su adolescencia en su país de origen, Alemania.

«Me encantaba la biología, pero a esa edad me encantaba ir a pescar; me gustaban mucho todas estas especies nativas de peces de Alemania», dijo.

En los años siguientes, sus intereses se ampliaron, cambiando gradualmente «de los peces a la biología y la ciencia».

«Estaba dividido entre la bioquímica o la ciencia de la nutrición», dijo. «Creo que, en retrospectiva, tomé la decisión correcta con la ciencia de la nutrición. Es un enfoque muy completo y me permitió profundizar en la bioquímica y la biología molecular. Entonces, creo que tengo lo mejor de ambos mundos».