¿Avance del cáncer de páncreas? Un implante radiactivo similar a un gel lo destruye en ratones

Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke han demostrado el tratamiento más eficaz para cáncer de páncreas jamás registrado en modelos de ratón. Si bien la mayoría de los ensayos con ratones consideran que simplemente detener el crecimiento es un éxito, el nuevo tratamiento eliminó por completo los tumores en 80% de ratones en varios tipos de modelos, incluidos los considerados más difíciles de tratar.

El enfoque combina fármacos de quimioterapia tradicionales con un nuevo método para irradiar el tumor. En lugar de administrar radiación desde un haz externo que viaja a través del tejido sano, el tratamiento implanta yodo-131 radiactivo directamente en el tumor dentro de un depósito similar a un gel que protege el tejido sano y es absorbido por el cuerpo una vez que la radiación desaparece.

Los resultados aparecen en línea el 19 de octubre en la revista Nature Biomedical Engineering.

"Hicimos una inmersión profunda en más de 1100 tratamientos en modelos preclínicos y nunca encontramos resultados en los que los tumores se redujeran y desaparecieran como lo hizo el nuestro", dijo Jeff Schaal, quien realizó la investigación durante su doctorado en el laboratorio de Ashutosh Chilkoti, Profesor Distinguido Alan L. Kaganov de Ingeniería Biomédica en Duke. "Cuando el resto de la literatura dice que lo que estamos viendo no sucede, es cuando supimos que teníamos algo extremadamente interesante".

A pesar de representar sólo el 3,21 TP3T de todos los casos de cáncer, el cáncer de páncreas es la tercera causa principal de muerte relacionada con el cáncer. Es muy difícil de tratar porque sus tumores tienden a desarrollar mutaciones genéticas agresivas que lo hacen resistente a muchos medicamentos, y generalmente se diagnostica muy tarde, cuando ya se ha diseminado a otras partes del cuerpo.

El principal tratamiento actual combina la quimioterapia, que mantiene las células en una etapa de reproducción vulnerables a la radiación durante períodos más prolongados, con un haz de radiación dirigido al tumor. Sin embargo, este enfoque es ineficaz a menos que un cierto umbral de radiación alcance el tumor. Y a pesar de los recientes avances en la configuración y orientación de los haces de radiación, ese umbral es muy difícil de alcanzar sin correr el riesgo de sufrir efectos secundarios graves.

Otro método que han probado los investigadores consiste en implantar una muestra radiactiva revestida de titanio directamente dentro del tumor. Pero debido a que el titanio bloquea toda la radiación excepto los rayos gamma, que viajan muy lejos del tumor, sólo puede permanecer dentro del cuerpo por un corto período de tiempo antes de que el daño al tejido circundante comience a frustrar su propósito.

"Simplemente no existe una buena manera de tratar el cáncer de páncreas en este momento", dijo Schaal, quien ahora es director de investigación en Cereius, Inc., una nueva empresa de biotecnología de Durham, Carolina del Norte, que trabaja para comercializar una terapia con radionúclidos dirigidos a través de un esquema tecnológico diferente.

Para evitar estos problemas, Schaal decidió probar un método de implantación similar utilizando una sustancia hecha de polipéptidos similares a la elastina (ELP), que son cadenas sintéticas de aminoácidos unidos para formar una sustancia similar a un gel con propiedades personalizadas. Debido a que los ELP son un foco del laboratorio de Chilkoti, pudo trabajar con colegas para diseñar un sistema de entrega adecuado para la tarea.

Los ELP existen en estado líquido a temperatura ambiente, pero forman una sustancia estable similar a un gel dentro del cuerpo humano más caliente. Cuando se inyectan en un tumor junto con un elemento radiactivo, los ELP forman un pequeño depósito que contiene átomos radiactivos. En este caso, los investigadores decidieron utilizar yodo-131, un isótopo radiactivo del yodo, porque los médicos lo han utilizado ampliamente en tratamientos médicos durante décadas y sus efectos biológicos se conocen bien.

El depósito ELP encierra el yodo-131 y evita que se filtre al cuerpo. El yodo-131 emite radiación beta, que penetra en el biogel y deposita casi toda su energía en el tumor sin llegar al tejido circundante. Con el tiempo, el depósito de ELP se degrada en los aminoácidos que lo constituyen y es absorbido por el cuerpo, pero no antes de que el yodo-131 se haya descompuesto en una forma inofensiva de xenón.

"La radiación beta también mejora la estabilidad del biogel ELP", afirmó Schaal. "Eso ayuda a que el depósito dure más y sólo se descomponga después de que se agote la radiación".

En el nuevo artículo, Schaal y sus colaboradores en el laboratorio Chilkoti probaron el nuevo tratamiento junto con paclitaxel, un fármaco de quimioterapia de uso común, para tratar varios modelos de cáncer de páncreas en ratones. Eligieron el cáncer de páncreas debido a su infamia por ser difícil de tratar, con la esperanza de demostrar que su implante tumoral radiactivo crea efectos sinérgicos con la quimioterapia que la terapia con rayos de radiación de duración relativamente corta no logra.

Los investigadores probaron su enfoque en ratones con cánceres justo debajo de la piel creados por varias mutaciones diferentes que se sabe que ocurren en el cáncer de páncreas. También lo probaron en ratones que tenían tumores en el páncreas, que es mucho más difícil de tratar.

En general, las pruebas observaron una tasa de respuesta de 100% en todos los modelos, y los tumores se eliminaron por completo en tres cuartas partes de los modelos aproximadamente el 80% del tiempo. Las pruebas tampoco revelaron efectos secundarios inmediatamente obvios más allá de los causados por la quimioterapia sola.

"Creemos que la radiación constante permite que los medicamentos interactúen con sus efectos con más fuerza que la terapia con rayos externos", dijo Schaal. "Eso nos hace pensar que este enfoque podría funcionar mejor que la terapia con rayos externos también para muchos otros cánceres".

Sin embargo, el enfoque aún se encuentra en sus primeras etapas preclínicas y no estará disponible para uso humano en el corto plazo. Los investigadores dicen que su próximo paso son los ensayos con animales a gran escala, donde tendrán que demostrar que la técnica se puede realizar con precisión con las herramientas clínicas y técnicas de endoscopia existentes en las que los médicos ya están capacitados. Si tienen éxito, esperan realizar un ensayo clínico de fase 1 en humanos.

"Mi laboratorio ha estado trabajando en el desarrollo de nuevos tratamientos contra el cáncer durante casi 20 años, y este trabajo es quizás el más emocionante que hemos realizado en términos de su impacto potencial, ya que el cáncer de páncreas en etapa avanzada es imposible de tratar y es invariablemente fatal. —dijo Chilkoti. "Los pacientes con cáncer de páncreas merecen mejores opciones de tratamiento de las que están disponibles actualmente y estoy profundamente comprometido a llevar esto hasta el final en la clínica".

Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (5R01EB000188) y el Instituto Nacional del Cáncer (R35CA197616).

CITA: “La braquiterapia a través de un depósito de 131I unido a biopolímero tiene sinergia con nanopartículas de paclitaxel en tumores pancreáticos resistentes a la terapia”, Jeffrey L. Schaal, Jayanta Bhattacharyya, Jeremy Brownstein, Kyle C. Strickland, Garrett Kelly, Soumen Saha, Joshua Milligan, Samagya Banskota, Xinghai Li, Wenge Liu, David G. Kirsch, Michael R Zalutsky y Ashutosh Chilkoti. Ingeniería Biomédica de la Naturaleza, 2022. DOI: 10.1038/s41551-022-00949-4

Enlace: https://www.nature.com/articles/s41551-022-00949-4

Imagen de Duque

Fuente del artículo original: WRAL TechWire