Se han aprobado más de 100 fármacos para tratar el cáncer, pero predecir cuáles ayudarán a un paciente concreto es, en el mejor de los casos, una ciencia inexacta.
Un nuevo dispositivo desarrollado en el MIT podría cambiar eso. El dispositivo implantable, del tamaño aproximado de un grano de arroz, puede transportar pequeñas dosis de hasta 30 fármacos diferentes. Tras implantarlo en un tumor y dejar que los fármacos se difundan por el tejido, los investigadores pueden medir la eficacia con que cada uno destruye las células cancerosas del paciente.
Un dispositivo así podría eliminar gran parte de las conjeturas que hoy intervienen en la elección de tratamientos contra el cáncer, afirma Oliver Jonas, investigador posdoctoral en el Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT y autor principal de un artículo que describe el dispositivo en la edición en línea del 22 de abril deScience Translational Medicine.
«Se puede usar para probar una serie de fármacos disponibles en un paciente y elegir el que funcione mejor», afirma Jonas.
Los autores principales del artículo son Robert Langer, profesor David H. Koch del MIT y miembro del Instituto Koch, del Instituto de Ingeniería y Ciencia Médicas y del Departamento de Ingeniería Química; y Michael Cima, profesor de Ingeniería David H. Koch del MIT y miembro del Instituto Koch y del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales.
Llevar el laboratorio al paciente
La mayoría de los fármacos contra el cáncer de uso común actúan dañando el ADN o interfiriendo de otro modo con la función celular. Recientemente, los científicos también han desarrollado fármacos más específicos, diseñados para destruir células tumorales que presentan una mutación genética concreta. Sin embargo, suele ser difícil predecir si un fármaco determinado será eficaz en un paciente concreto.
En algunos casos, los médicos extraen células tumorales, las cultivan en una placa de laboratorio y las tratan con distintos fármacos para ver cuáles son más eficaces. Sin embargo, este proceso saca las células de su entorno natural, que puede desempeñar un papel importante en la respuesta de un tumor al tratamiento farmacológico, afirma Jonas.
«El enfoque que pensamos que valía la pena probar consiste, básicamente, en llevar el laboratorio al paciente», afirma. «Es seguro y se pueden realizar todas las pruebas de sensibilidad en el microentorno nativo».
El dispositivo, fabricado con un polímero rígido y cristalino, puede implantarse en el tumor de un paciente mediante una aguja de biopsia. Tras la implantación, los fármacos se filtran entre 200 y 300 micras dentro del tumor, pero no se superponen entre sí. El depósito puede contener cualquier tipo de fármaco, y los investigadores pueden formularlos de modo que las dosis que lleguen a las células cancerosas sean similares a las que recibirían si el fármaco se administrara mediante métodos habituales, como una inyección intravenosa.
Tras un día de exposición a los fármacos, se retira el implante junto con una pequeña muestra del tejido tumoral que lo rodea, y los investigadores analizan los efectos de los fármacos cortando la muestra de tejido en láminas y tiñéndolas con anticuerpos capaces de detectar marcadores de muerte o proliferación celular.
Clasificación de los fármacos contra el cáncer
Para probar el dispositivo, los investigadores lo implantaron en ratones a los que se habían injertado tumores humanos de próstata, mama y melanoma. Se sabe que estos tumores presentan distintos niveles de sensibilidad a diferentes fármacos contra el cáncer, y los resultados del equipo del MIT coincidieron con las diferencias observadas anteriormente.
A continuación, los investigadores probaron el dispositivo con un tipo de cáncer de mama conocido como triple negativo, que carece de los tres marcadores más comunes del cáncer de mama: el receptor de estrógeno, el receptor de progesterona y Her2. Esta forma de cáncer es particularmente agresiva, y ninguno de los fármacos utilizados contra ella está dirigido a un marcador genético específico.
Con el dispositivo, los investigadores descubrieron que los tumores triple negativos respondían de manera diferente a cinco de los fármacos que se usan habitualmente para tratarlos. El más eficaz fue el paclitaxel, seguido de la doxorrubicina, el cisplatino, la gemcitabina y el lapatinib. Obtuvieron los mismos resultados al administrar estos fármacos mediante inyección intravenosa, lo que sugiere que el dispositivo predice con precisión la sensibilidad a los fármacos.
En este estudio, los investigadores compararon fármacos individuales entre sí, pero el dispositivo también podría utilizarse para probar distintas combinaciones de fármacos colocando dos o tres en el mismo depósito, afirma Jonas.
«Este dispositivo podría ayudarnos a identificar los mejores agentes y combinaciones de quimioterapia para cada tumor antes de iniciar la administración sistémica de quimioterapia, en lugar de tomar decisiones basadas en estadísticas poblacionales. Esta ha sido una aspiración de larga data de la comunidad oncológica y un paso importante hacia nuestro objetivo de desarrollar una terapia contra el cáncer basada en la precisión», afirma Jose Baselga, director médico del Memorial Sloan Kettering Cancer Center y autor del artículo.
Los investigadores están trabajando ahora en maneras de facilitar la lectura del dispositivo mientras permanece dentro del paciente, lo que les permitiría obtener resultados más rápidamente. También planean iniciar un ensayo clínico con pacientes con cáncer de mama el próximo año.
«Este es un avance extraordinario en el enfoque para tratar cánceres complejos», afirma Henry Brem, profesor de neurocirugía y oncología en la Facultad de Medicina de Johns Hopkins, quien no participó en la investigación. «Este trabajo es transformador porque ahora abre las puertas a una medicina verdaderamente personalizada, en la que se utiliza el fármaco o la combinación de fármacos adecuados para cada tumor».
Otra posible aplicación de este dispositivo es orientar el desarrollo y las pruebas de nuevos fármacos contra el cáncer. Los investigadores podrían crear varias variantes distintas de un compuesto prometedor y probarlas todas a la vez en un pequeño ensayo con pacientes humanos, lo que les permitiría elegir la mejor para avanzar a un ensayo clínico de mayor tamaño.
La investigación fue financiada por Kibur Medical y el National Cancer Institute. Los otros autores del artículo son Heather Landry, estudiante de posgrado en la Universidad de Harvard; Jason Fuller, exestudiante de posgrado del MIT; John Santini, presidente y director ejecutivo de ApoGen Biotechnologies; y Robert Tepper, socio de Third Rock Ventures.
Este artículo se publica en colaboración con MIT News. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Anne Trafton es redactora colaboradora de MIT News.
Imagen: Ingenieros químicos del MIT han diseñado un dispositivo implantable que puede administrar muchos fármacos a la vez, lo que permite a los investigadores determinar cuáles son más eficaces contra el tumor de un paciente. Eric Smith (editada por Jose-Luis Olivares/MIT)
