La ingeniería aporta nuevas vías contra el cáncer
Tyler Jacks, director del nuevo centro de investigación del cáncer en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quiere aprovechar el conocimiento de la ingeniería sobre sistemas complejos para promover nuevos enfoques en el abordaje del cáncer. En la práctica esto se traduce en la creación de nuevas técnicas de diagnóstico precoz, nuevas herramientas para seguir en tiempo real el avance o remisión de la enfermedad y nuevos materiales para liberar fármacos de forma más precisa y eficaz. "Es la nueva generación de investigación del cáncer", afirma Jacks.
Aunque ya hay equipos interdisciplinares de biólogos e ingenieros en la Universidad de Cambridge (Estados Unidos), el MIT ha querido formalizar y potenciar esta colaboración con la creación de un nuevo instituto para aprovechar estas sinergias y abordar la enfermedad desde una nueva perspectiva. Según Jacks, entender el cáncer supone un gran desafío y la solución no puede venir de una sola disciplina.
En diagnóstico, seguimiento de la enfermedad y métodos para administrar fármacos anticancerosos de forma más directa, todas las miradas están puestas en la ciencia de lo diminuto, la nanotecnología. Sageeta Bhatia, profesora de ingeniería eléctrica e informática de la División de Ciencias de la Salud y Tecnología de dicha universidad, ha creado unas nanopartículas multifuncionales que son capaces de proporcionar quimioterapia sólo a las células cancerosas. Después, mediante resonancia magnética se puede observar si ha tenido efecto, y si el tumor crece o va disminuyendo, explica Bhatia, que además de médica es doctora en ingeniería, y personifica la unión entre las ciencias de la vida y la ingeniería que quiere cultivar la universidad.
Bhatia está estudiando con el laureado biólogo Phillip Sharp cómo se pueden utilizar estas nanopartículas para proporcionar terapias de interferencia del ARN (ácido ribonucleico), que impiden la expresión de algún gen en particular. Estas terapias son muy prometedoras pero todavía no se ha descubierto cómo administrarlas eficazmente. "El cáncer es una enfermedad de los genes", afirma Sharp, que recibió el Nobel de Medicina en 1993 por sus descubrimientos sobre la estructura discontinua de los genes. Según Sharp, poder proporcionar ARN directamente a las células cancerosas es todo un reto y la nanotecnología podría ayudar creando nanopartículas que en lugar de un fármaco contendrían directamente ácido ribonucleico.
La nanoterapia pretende ser muy selectiva y actuar sólo en la célula cancerosa dejando intactas las células sanas. Así se evitarían los efectos secundarios de la quimioterapia, ya que ésta ataca indiscriminadamente a todas las células.
La ingeniería también se aplicará para entender mejor cómo se propagan los cánceres desde su lugar de origen hasta otras partes del organismo, fenómeno conocido como metástasis y que es responsable del 90% de las muertes por cáncer. Según Robert Weinberg, biólogo especializado en Oncología Molecular del MIT y descubridor del primer oncogén, este proceso es uno de los aspectos de la enfermedad que menos se conocen debido a su complejidad.
Además, se ha visto que células de ciertos tumores tienen una especie de "preferencia" para crear cánceres en determinados órganos. "Todavía no sabemos por qué las células de un tumor de colon parece que prefieran crear metástasis en el hígado ni por qué las de mama lo hacen preferentemente en el cerebro y en los huesos", apunta Weinberg. Para entenderlo mejor el biólogo está estudiando cuáles son los genes implicados.
Otra de las líneas de investigación del nuevo centro es la resistencia que presentan ciertos tumores a algunos fármacos. "¿Por qué el mismo tratamiento no tiene los mismos resultados en cánceres que parecen similares?", se pregunta Michael Hemann, profesor de Biología del MIT. La respuesta está en las mutaciones genéticas que presenta cada tumor. "Es necesario entender mejor la base molecular de cada tumor para poder ofrecer tratamientos personalizados, diseñados especialmente para cada alteración genética en particular".
En su laboratorio, Hemann y sus colegas utilizan ratones con tumores que han sido manipulados para que presenten las diferencias genéticas que los investigadores quieren y observar cuál es el efecto de una terapia determinada. "Una única diferencia genética puede determinar el éxito o fracaso de la terapia", afirma el investigador. El objetivo es proporcionar la terapia adecuada a cada tipo de tumor y evitar tener que someter innecesariamente a los enfermos a largos y dolorosos tratamientos de quimioterapia.
El nuevo centro, denominado Instituto Koch y que oficialmente ya está en pleno funcionamiento aunque la construcción de su sede no estará lista hasta 2010, también ha puesto especial énfasis en la investigación del sistema inmunológico y de posibles vacunas contra el cáncer. El ingeniero de tejidos Darrell Irvine trabaja para crear materiales sintéticos que faciliten el estudio de las terapias inmunológicas. Asimismo, otro ingeniero, Dane Wittrup, está desarrollando terapias basadas en anticuerpos cuya misión es movilizar el sistema inmunológico para que sea capaz de eliminar las células cancerosas.