Un nuevo método puede producir proteínas diseñadas a medida en sólo 4 a 6 semanas que pueden armar a las células T del sistema inmunológico del cuerpo para atacar y matar las células cancerosas.
El tratamiento preciso del cáncer a mayor escala está cada vez más cerca gracias al desarrollo de una plataforma de IA que permite adaptar los componentes proteicos y preparar las células inmunitarias del paciente para combatir el cáncer. El nuevo método, publicado en la revista científica Science, demuestra por primera vez que es posible diseñar proteínas en la computadora para redirigir las células inmunitarias hacia las células cancerosas objetivo mediante moléculas pMHC.
Esto acorta drásticamente el proceso de búsqueda de moléculas efectivas para el tratamiento del cáncer, de años a unas pocas semanas.
En esencia, estamos creando una nueva perspectiva para el sistema inmunitario. Los métodos actuales para el tratamiento individual del cáncer se basan en la búsqueda de los llamados receptores de células T en el sistema inmunitario de un paciente o donante que puedan utilizarse para el tratamiento. Este es un proceso complejo y que requiere mucho tiempo. Nuestra plataforma diseña claves moleculares para atacar las células cancerosas mediante la plataforma de IA, y lo hace a una velocidad increíble, de modo que una nueva molécula principal puede estar lista en un plazo de 4 a 6 semanas», afirma Timothy P. Jenkins, profesor asociado de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) y último autor del estudio.
Misiles dirigidos contra el cáncer
La plataforma de inteligencia artificial, desarrollada por un equipo de DTU y el Instituto de Investigación Scripps de Estados Unidos, tiene como objetivo resolver un desafío importante en la inmunoterapia contra el cáncer al demostrar cómo los científicos pueden generar tratamientos específicos para las células tumorales y evitar dañar el tejido sano.
Normalmente, las células T identifican naturalmente las células cancerosas al reconocer fragmentos de proteínas específicos, conocidos como péptidos, presentados en la superficie celular por moléculas llamadas pMHC. Es un proceso lento y desafiante utilizar este conocimiento para la terapia, a menudo porque la variación en los propios receptores de células T del cuerpo hace que sea un desafío crear un tratamiento personalizado.
Fortalecer el sistema inmunológico del cuerpo
En el estudio, los investigadores probaron la eficacia de la plataforma de IA en una diana cancerosa conocida, NY-ESO-1, presente en una amplia gama de cánceres. El equipo logró diseñar un miniligador que se unió firmemente a las moléculas pMHC de NY-ESO-1. Al insertar la proteína diseñada en los linfocitos T, se creó un nuevo producto celular único, denominado células «IMPAC-T», que los investigadores utilizaron eficazmente para guiar a los linfocitos T a la destrucción de células cancerosas en experimentos de laboratorio.
“Fue increíblemente emocionante tomar estos minibinders, que fueron creados completamente en una computadora, y verlos funcionar tan efectivamente en el laboratorio”, dice el posdoctorado Kristoffer Haurum Johansen, coautor del estudio e investigador en DTU.
Los investigadores también aplicaron el proceso de desarrollo para diseñar ligandos para una diana cancerosa identificada en un paciente con melanoma metastásico, generándose con éxito ligandos para esta diana. Esto demostró que el método también puede utilizarse para la inmunoterapia personalizada contra nuevas dianas cancerosas.
Detección de tratamientos
Un paso crucial en la innovación de los investigadores fue el desarrollo de un «control de seguridad virtual». El equipo utilizó IA para analizar los miniligantes diseñados y evaluarlos en relación con las moléculas pMHC presentes en células sanas. Este método les permitió filtrar los miniligantes que podrían causar efectos secundarios peligrosos antes de realizar cualquier experimento.
La precisión en el tratamiento del cáncer es crucial. Al predecir y descartar reacciones cruzadas ya en la fase de diseño, pudimos reducir el riesgo asociado con las proteínas diseñadas y aumentar la probabilidad de diseñar una terapia segura y eficaz, afirma Sine Reker Hadrup, profesor de la DTU y coautor del estudio.
Cinco años de tratamiento
Timothy Patrick Jenkins prevé que el nuevo método tardará hasta cinco años en estar listo para los ensayos clínicos iniciales en humanos. Una vez listo, el proceso de tratamiento será similar a los tratamientos actuales contra el cáncer que utilizan células T modificadas genéticamente, conocidas como células CAR-T, que se utilizan actualmente para tratar el linfoma y la leucemia. A los pacientes se les extraerá sangre en el hospital, de forma similar a un análisis de sangre rutinario. Posteriormente, se extraerán sus células inmunitarias de esta muestra y se modificarán en el laboratorio para que contengan los miniligantes diseñados por IA. Estas células inmunitarias mejoradas se devuelven al paciente, donde actúan como misiles dirigidos, localizando y eliminando con precisión las células cancerosas en el cuerpo.
DTU News. P. A. B. Traducido al español
