En los últimos años han aumentado los esfuerzos por tratar de combatir el cáncer mediante la inmunoterapia, es decir, distintas estrategias que buscan que el propio sistema inmune del paciente se encargue de eliminar las células cancerosas. El problema es que la inmunoterapia no sólo es costosa -un tratamiento puede costar cerca de U$S 100.000 al año- sino que solo cerca de un tercio de los pacientes responden a ella. Por ello, buscar formas efectivas y no tóxicas de lograr incentivar la respuesta inmune que ayude a destruir las células tumorales es una actividad a la que se dedican mujeres y hombres de ciencia a lo largo y ancho del planeta. Es el caso de varios investigadores e investigadoras de nuestro país que recientemente publicaron en la revista Cancer Cell el resultado de sus avances sobre una molécula, llamada TMEM176B, que impide una correcta respuesta inmune ante las células tumorales, una vía para evitar que eso suceda y, además, un compuesto, llamado BayK8644, que encontraron que es efectivo para neutralizar la acción de esa molécula y ayudar entonces a que el sistema inmunológico logre vencer a las tramposas células cancerosas.
Dicho esto, y ante un tema tan sensible, vaya la aclaración: el trabajo de los investigadores del Institut Pasteur de Montevideo y de Facultad de Medicina, realizado en colaboración con colegas argentinos y franceses, no implica que dispongamos hoy de una cura para el cáncer ni que esté disponible un fármaco para que la inmunoterapia se aplique con éxito en más pacientes. La ciencia avanza a pequeños pasos y cada uno de ellos podría llevar, o no, a que en algún momento -nunca antes de varios años o hasta décadas- alguien desarrolle un fármaco efectivo basado en los descubrimientos que se hacen en el laboratorio. Pero para ello antes hay que experimentar, entender las vías de acción y observar qué sucede tanto en cultivos in vitro, modelos animales (in vivo), simulaciones computarizadas (in silico) y luego, con suerte, en pacientes humanos. En ese largo camino hay también enormes pequeñas alegrías, como publicar en una revista internacional los avances obtenidos. Con el artículo, que casi fue tapa de la revista y que esta semana ya fue consignado por Búsqueda y El País, los investigadores, desde Montevideo, le comunican a todos sus colegas del mundo, y también a nosotros, que seguimos avanzando en la lucha contra el cáncer.
Un vínculo complejo
La relación entre el sistema inmune y el cáncer implica la interacción de diversos tipos de células -las del tumor y las del sistema inmune entre otras- y de proteínas y otras moléculas que son las que terminan incidiendo en cómo se comportarán las distintas partes en disputa. Parte de esa complejidad -sumado a todo lo que aún no sabemos sobre el cáncer y su interacción con nuestro organismo- está implicada en que apenas un tercio de los pacientes evolucionen favorablemente a la inmunoterapia. “En el mundo se está haciendo muchísima investigación para intentar responder por qué sucede eso” explica Marcelo Hill, uno de los autores del artículo que investiga en el Laboratorio de Inmunoregulación e Inflamación del Institut Pasteur de Montevideo y que también dicta clases en la Facultad de Medicina de la Universidad de la República. A su lado, Mercedes Segovia, también investigadora del mismo laboratorio y de Facultad de Medicina, asiente y explica que, de cierta manera, los tumores son expertos en el arte del engaño: “Cuando el cáncer logra escapar del sistema inmune es muy experto en utilizar las herramientas del sistema para su propio beneficio, genera un ambiente en el que le hace creer al sistema inmune que él no es malo”. Al convencer al organismo que no lo ataque, el cáncer logra eludir la acción de los linfocitos T, a quién Segovia en aras de que se entienda, denomina como “los verdaderos soldados del sistema inmune”. “El problema es que a veces los tumores hacen que esos linfocitos T actúen como reguladores y logran que en vez de atacarlos, los protejan”.
El éxito de ese engaño varía de acuerdo a las características de cada persona. “La medicina clásica considera a una enfermedad como si fuera una cosa relativamente homogénea. Pero eso es una construcción artificial, en el sentido de que una misma enfermedad puede tener una variedad bastante grande de manifestaciones clínicas” sostiene Hill, quien agrega: “Las estrategias de inmunoterapia no escapan a esa lógica y el sistema inmune de cada persona, si bien tiene parámetros comunes, también tiene variaciones en la expresión de genes de proteínas que hace que determinados individuos respondan mejor que otros ante determinados patógenos”. Las células dendríticas del sistema inmune son las encargadas de explorar al tumor y presentarlo al sistema inmune, de manera que evalúe si es un enemigo o no, razón por las que se las llama “las centinelas del sistema inmune”. El tumor, mediante un juego de mosqueta de moléculas y proteínas, muchas veces logra engañar a las células dendríticas que lo presentan al sistema inmune como no dañino, evitando así el ataque de los linfocitos T. En el interior de las células dendríticas está el inflamasoma, que como dice Segovia, “es un complejo de proteínas que se enciende cuando esa célula centinela sensa el peligro” y desata un proceso inflamatorio.
“La relación entre inflamación y cáncer es muy compleja. Hay toda una biblioteca que afirma que la inflamación favorece al cáncer, lo que es cierto y ocurre fundamentalmente en situaciones de inflamación crónicas” dice Hill, que pone el ejemplo bien estudiado de la cirrosis y el hepatocarcinoma. “Pero también está la inflamación que estimula la inmunidad adaptativa, que es mediada por linfocitos, y que tiene una relación con la inmunoterapia”. Justamente por allí vino el trabajo de estos investigadores que, junto a un gran equipo de jóvenes del Institut Pasteur de Montevideo, y colaboración de investigadores de Francia y Argentina, mereció la atención de la revista científica. “Uno de los aportes de nuestro trabajo fue establecer que una de las vías de la inflamación, la mediada por el inflamasoma, parece ser importante para la inmunoterapia oncológica” reconoce Hill con gran satisfacción tras años de trabajar en el tema.
Un comienzo a miles de kilómetros
¿Cómo dieron Marcelo Hill y Mercedes Segovia con esta vía de inflamación importante para inmunoterapia oncológica? Todo comenzó hace varios años en la lejana Francia, cuando ambos investigaban en la Universidad de Nantes. Y aquí entra una tercer protagonista que tiene un nombre tan poco amigable, proteína de transmembrana 176B, que no sólo en la jerga científica se la abrevia como TMEM176B, sino que encima los investigadores se refieren a ella como Torid.
“Trabajos previos del laboratorio, dirigido por la doctora Cristina Cuturi, habían mostrado que en trasplantes que no se rechazaban y se toleraban, la molécula Torid estaba muy expresada a nivel génico” cuenta Mercedes. El asunto merecía ser investigado, así que Hill y Segovia enfocaron sus tesis de posdoctorado y doctorado respectivamente en entender por qué la abundancia de esta molécula Torid hacía que los trasplantes no fueran rechazados. “Hasta ese entonces no se conocía qué función tenía la proteína Torid. En el trabajo mostramos que era un canal iónico con capacidad de transportar iones entre distintos compartimientos de la célula” dice con entusiasmo Hill. Los canales iónicos son proteínas que permiten que pequeñas moléculas cargadas puedan pasara a través de las membranas celulares, por tanto, lo que estaba haciendo Torid estaba relacionado con permitir el paso o no de determinadas moléculas. “En un trabajo, que salió de esa investigación, mostramos que Torid tenía un carácter regulador y hacía que las células dendríticas generaran linfocitos T reguladores que hacían que los trasplantes no fueran rechazados” dice Segovia. Es que los linfocitos T reguladores son lo contrario a los linfocitos soldados que combaten a los extraños que se le cruzan. Como si fueran pacifistas, los linfocitos reguladores profesan el amor al prójimo y, por tanto, permitían que los trasplantes fueran aceptados sin mayores problemas. Y entonces se les prendió la lamparita.
Batalla celular. Ilustración: Alejandro Rodríguez Juele y Nicolás Peruzzo
Mapa de batalla
En la ilustración que los investigadores le encargaron a Alejandro Rodríguez Juele y Nicolás Peruzzo,vemos cómo el inflamasoma (el dragón de varias cabezas) provoca la inflamación con su fuego para así dejar paso a los linfocitos T, el ejército del sistema inmune, que accede entonces al tumor que se había atrincherado. Los bomberos, que representan a Torid, entorpecen el trabajo del inflamasoma apagando su fuego, y por tanto frenando que los linfocitos T ataquen al tumor. El compuesto BayK8644 es el “mago” que impide que Torid impida el trabajo del inflamasoma, permitiendo entonces un mejor desempeño de los linfocitos T, que junto a los escudos que portan gracias a la inmunoterapia, pretenden desalojar al tumor del cuerpo del paciente.
“El inflamasoma está muy regulado por iones, por lo que nos dijimos que si Torid estaba moviendo iones en la célula dendrítica en la que la activación del inflamasoma es muy importante, nos planteamos la hipótesis de que Torid, a través del flujo de iones, podría ser un mecanismo antiinflamatorio que concretamente inhibía al inflamasoma” comenta Hill. Segovia explica que cuando el inflamasoma se enciende, libera una proteína extracelular que favorece la inflamación (llamada interleuquina 1 beta) que hace que los linfocitos que se activen sean del tipo CD8, que califica de “verdaderos soldados antitumorales”.
Si las ideas tuvieran que declararse en las aduanas, al llegar de Francia Hill y Segovia hubieran tenido que hacer un trámite doble: por un lado venían decididos a trabajar con la proteína Torid, pero además venían decididos a trabajar con ella en cáncer. “La idea fue de Marcelo, que ya había hecho unos experimentos previos en Francia que tenían una buena base científica y que lo dejaron contento sobre el mecanismo iónico y prender o no el inflamasoma. El primer proyecto en el laboratorio que armamos en el Pasteur de Montevideo fue sobre Torid y cáncer” recuerda Segovia.
Torid y ratones
Lo primero que hicieron Hill y el equipo fue trabajar con “ratones knockout para Torid”, es decir, ratones modificados genéticamente para que los genes que fabricaban la proteína Torid estuvieran bloqueados y por tanto, no la produjeran, y con “ratones wild type”, es decir, ratones sin modificar, y les inyectaron células tumorales. “La idea era ver cuál era el papel de Torid en el cáncer” dice el investigador. Lo que vieron fue que los ratones deficientes en Torid controlaban mucho mejor el cáncer que los ratones normales. “Al inyectar las células tumorales en los ratones wild type, el tumor crecía hasta matar al ratón, mientras que dos tercios de los ratones knockout lograban eliminar a las células tumorales” recuerda Hill. Su hipótesis había obtenido el primer gran espaldarazo. “Ese resultado fue un hito, porque nos dio la prueba de concepto de que Torid podía estar haciendo algo a nivel de inmunidad tumoral. No sabíamos todavía que era por mecanismos inmunológicos, pero sí que el hecho de que en un organismo estuviera o no Torid hacía una diferencia en el crecimiento del tumor” dice mientras el rosto se le llena de entusiasmo como si aquel día fuera hoy.
“En paralelo fuimos analizando biopsias de tumores humanos. La idea era tener algún elemento que pudiera vincular a Torid con la evolución del tumor” agrega. Para eso obtuvieron 90 biopsias de tumores colorrectales, de las que tenían los datos de sobrevida, y observaron la expresión de la proteína en ellos. Vieron que algunos la expresaban mucho y otros muy poco. Al comparar eso que obtuvieron con los datos de sobrevida, tuvieron el segundo espaldarazo para su hipótesis: “Vimos de manera muy clara que los tumores que tenían alta expresión de Torid provenían de pacientes que tenían baja sobrevida”. Dicho de otra manera: cuando Torid no estaba, la sobrevida de los pacientes era significativamente mejor.
Que pase el siguiente protagonista
Tras estos resultados, el siguiente paso fue lógico: si encontraran la forma de inhibir la acción o impedir la abundancia de Torid, podrían obtener un efecto significativo en el cáncer. “Como habíamos demostrado que Torid era un canal iónico, la idea era ver si había inhibidores de canales iónicos, que hay un montón, que fueran capaces de apagar a Torid y su actividad de canal iónico, que a su vez permite prender o apagar el inflamasoma” dice Segovia que le pasa la palabra a Sofía Russo, también investigadora del Pasteur y de Medicina y coautora del trabajo científico, que fue quien se encargó de buscar las moléculas inhibidoras de Torid.
“Lo primero que hicimos fue un paneo de una gran cantidad de moléculas inhibidoras de canales iónicos y analizamos si esos compuestos eran capaces de inhibir la actividad de Torid in vitro” relata Russo. “De ese paneo surgió la molécula BayK8644, que era capaz de inhibir la corriente que pasaba a través de Torid” agrega y entonces sumamos otro nombre de esos que uno pocas veces logra recordar salvo que trabaje con ellos todo el tiempo. “Una vez identificada esa molécula, fuimos a probarla in vivo, a ver si el tratamiento con ese compuesto era capa de mejorar la sobrevida de los ratones con cáncer” cuenta. “Lo que vimos fue que al tratar a ratones con este compuesto teníamos una mejor sobrevida que en los ratones no tratados y que esa mejor sobrevida no se daba si los ratones ya eran deficientes en Torid” dice Russo sobre el tercer espaldarazo obtenido por el equipo.
“La cantidad de sobrevida fue similar a la de los ratones knockout, pero además los mecanismos por los que se rechazaban los tumores eran los mismos en los ratones knockout que en los ratones tratados con el compuesto” agrega Hill. “Ese mecanismo dependía de los linfocitos CD8”, explica Segovia, debida a la activación del inflamasoma. “Los mecanismos eran los mismos con la inhibición genética de Torid y utilizando este inhibidor farmacológico” añade. Russo retoma la palabra: “A la vez que hicimos esos análisis, también vimos que los ratone que eran deficientes en Torid, cuando se les aplicaba un anticuerpo que bloquea los puntos de control inmunológico, tenían una mejor eficacia del tratamiento comparado con los ratones que tenían Torid”. Hill explica la importancia de esto: “sugiere que Torid era un factor de resistencia a la eficacia de la inmunoterapia. Si lo sacás, la inmunoterapia funciona mejor”.
El compuesto BayK8644 ya existía, pero nadie lo había utilizado como inhibidor de Torid. “Si bien el compuesto ya existía, no se utilizaba en clínica, y menos aún se había mostrado en ningún lado que se pudiera utilizar en modelos tumorales o en cáncer. Eso dio origen a una patente de uso en la que proponemos que el BayK se use como fármaco antitumoral” agrega Segovia.
Grandes investigaciones, pequeños pasos
“El concepto general actual es que la resistencia a la inmunoterapia no se debe a una sola vía. Nosotros con este hallazgo estamos contribuyendo a describir una vía de resistencia a la inmunoterapia. Todos los esfuerzos mundiales están abocados a ver cuál es el problema, porque cuando entendamos más lo que sucede estos fármacos van a tener mucho más efecto” confiesa Segovia.
“La inmunoterapia tiene éxito en un tercio de los pacientes tratados. Con nuestro compuesto ese éxito se puede duplicar o incluso llegar a tres veces más eficacia en los modelos de ratón” dice Hill, que además recalca: “En esto es muy importante seguir haciendo investigación básica. Esto no surgió como un proyecto 'aplicado', realmente fue ciencia guiada por curiosidad. Tenemos claro ese origen de ciencia básica y para seguir adelante es fundamental que sigamos haciendo preguntas guiadas por curiosidad, más allá de las líneas de investigación que se abren para intentar llevar este fármaco hacia evaluación en humanos”.
Hill cuenta que ahora para el grupo se abren tres grandes líneas. “Por un lado la investigación básica, por otro hacer los experimentos necesarios para que esto siga avanzando en un camino de evaluación clínica, y otra que tiene que ver con tests de predicción de respuesta clínica” explica. “Ahora estamos creando una start up que tiene como grandes objetivos avanzar en la creación de un kit predictivo para poder predecir qué pacientes responden a la inmunoterapia y cuáles no, y el otro gran objetivo es culminar la etapa de evaluación pre clínica para poder ir hacia un estudio de toxicidad en humanos”. Esos estudios son altamente costosos, y Hill explica que en el mundo andan en el entorno de los dos millones de dólares, y que luego, la primer evaluación en humanos, ronda entre los dos y los diez millones de dólares. “Obviamente en ninguna parte del mundo eso se hace con financiamiento público” explica”.
Hill dice que más allá del compuesto y su posible -y deseable- aplicación clónica, lo que su trabajo aporta es “la identificación de un un mecanismo que puede explicar la resistencia a la inmunoterapia”. Como exponen bien Segovia, Russo y Hill, el compuesto BayK puede terminar no siendo apto para su uso en humanos -o sí, las chances son de 1 en 20-, pero lo importante es que, descubierto el mecanismo, pueden buscarse otros compuestos que cumplan con ese cometido. “No estamos tan contentos por el BayK en sí, porque como dije, se nos puede caer en cualquier momento, sino por haber aportado una pieza más al puzle de la inmunoterapia” resume Hill sobre el trabajo de su equipo. Sabe que no hay que ser cauto y que, aún con éxito y dinero, los fármacos deben pasar por años de testeo y validación antes de salir al mercado. La noticia, más allá de que a todos nos encantaría, no es que se encontró la cura del cáncer. “La noticia es que desde Uruguay se generó conocimiento que juega en el mapa internacional de la inmunoterapia” dice con modestia Hill y el equipo que lo rodea asiente con la mirada. Uno siente unas ganas bárbaras de abrazarlos a todos. Pero mantiene la compostura y sólo escribe una nota para compartir parte de la mezcla de orgullo, alegría, admiración y respeto que este grupo de investigadores genera.
Artículo: “Targeting TMEM176B Enhances Antitumor Immunity and Augments the Efficacy of Immune Checkpoint Blockers by Unleashing Inflammasome Activation”
Publicación: Cancer Cell (mayo 2019)
Autores: Mercedes Segovia, Sofia Russo, Mathias Jeldres, Romina Girotti, Gabriel Rabinovich, Marcelo Hill et al
La tapa que no fue
El equipo de investigadores estaba satisfecho con su paper. Tanto que en un momento surgió la posibilidad de ser tapa de la importante revista Cancer Cell. Para ello llamaron a Alejandro Rodríguez Juele y Nicolás Peruzzo, que están a cargo del proyecto Bandas Educativas y que habían sacado el libro Bacterias: la historia más pequeña jamás contada en colaboración con científicos del Instituto Clemente Estable. Lamentablemente la revista al final se decidió por otra portada. Pero nadie les quita lo dibujado.
“Ser la tapa de la revista hubiera sido un gol” dice Alejandro Rodríguez Juele, que cuenta que los investigadores, en conjunto con Daniela Hirschfeld, encargada de comunicación del Institut Pasteur Montevideo, “ya tenían la idea de hacer una metáfora medio comiquera de la guerra entre el sistema inmune y el cáncer. La idea era ir un poco en la línea de Game of Thrones, algo medieval y nosotros también aportamos algo de Ásterix”.
“Era un dibujo bastante complejo porque era una guerra entre muchos actores, en la que unos atacan a rivales específicos. También hay intriga. Hay actores que parece que son buenos, pero que en realidad están favoreciendo a los malos. Es el caso de los bomberos [que representan a Torid] que están apagando un incendio, lo cual sería bueno, pero al apagar el incendio favorecen al cáncer” dice Juele. A los historietistas le tocó la tarea de decidir cómo representar a cada uno de los actores. “Por ejemplo, a las moléculas BayK, se nos ocurrió representarlas como una especie de brujos, que arrojan una luz verdosa, porque la idea era que se notara que eran ajenas al organismo. Tienen algo de Harry Potter y Gandalf” comenta Juele. “Al inflamasoma, como inflama los tejidos, nos lo imaginamos como una especie de de Hidra, un dragón con varias cabezas que tiran fuego. Al cáncer lo dibujamos un poco como un malo, pero también es rosadito porque es parte del tejido y del organismo”.
Más allá de que la ilustración no sea tapa de la revista, el material queda para los investigadores, que cuentan que les será muy útil para explicar el tema a las escuelas que visitan el Institut Pasteur semanalmente y, más en general, para divulgar su trabajo.
.