Biomedicina

Ingeniería del sistema inmune

Las células del sistema inmune están programadas para detectar y destruir agentes extraños. Su edición genética ya está salvando vidas al ampliar sus capacidades

  • Miércoles, 24 de febrero de 2016
  • Por Antonio Regalado
  • Traducido por Teresa Woods

Avance

Programación de células T citotóxicas (comúnmente conocidas como "asesinas") para eliminar el cáncer.

Por qué es importante

El cáncer, la esclerosis múltiple y el VIH podrían ser tratados con la ingeniería del sistema inmunológico.

Actores clave

- Cellectis

- Juno Therapeutics

- Novartis

Disponibilidad

De uno a dos años.

Los médicos que examinaron a Layla Richards vieron a una niña pequeña con leucemia que corría por sus venas. Había ingerido innumerables dosis de quimioterapia y se le había practicado un trasplante de médula. Pero el cáncer seguía floreciendo. Para el pasado mes de junio, la niña de doce meses de edad estaba gravemente enferma. Sus padres suplicaban, ¿acaso no había nada más que se pudiera hacer? Lo había. En un congelador de su hospital [el Hospital Great Ormond Street de Londres (Inglaterra)] había un vial de células blancas. Estas células habían sido modificadas genéticamente para cazar y destruir la leucemia, pero el hospital aún no tenía permiso para probarlas. Eran las células más modificadas que se habían propuesto como terapia en la historia, con un total de cuatro cambios genéticos, dos de ellos introducidos por una nueva técnica de edición genética.

Poco después, un médico del hospital llamó por teléfono a Cellectis, una empresa de biotecnología de Manhattan (Nueva York, EEUU). La compañía era la propietaria del tratamiento, que había desarrollado con el uso de un método de edición genética llamado TALENs, que corta y edita el ADN de células vivas.

El CEO de Cellectis, André Choulika, recuerda: "Recibimos una llamada. Los médicos dijeron: 'Tenemos a una niña a la que no le quedan ni células T ni más opciones'". Querían uno de los viales producidos durante las pruebas de control de calidad. Los médicos esperaban convertir a Layla en una paciente "especial" que pudiera recibir el fármaco fuera de un ensayo clínico. Era arriesgado, puesto que el tratamiento sólo había sido probado en ratones. Si fracasaba, las acciones y la reputación de la empresa podrían caer en picado, e incluso si tuviera éxito, la empresa se podría meter en problemas con los reguladores. "Era salvar una vida contra la posibilidad de malas noticias", detalla Choulika.

Las células T pueden arrastrarse, detectar cosas y hasta matar otras células. Son unos diminutos robots.

Cellectis empezó a desarrollar este tratamiento en 2011, después de que unos médicos de Nueva York y Filadelfia (EEUU) informaran de haber divisado una manera de hacerse con el control de las células T. Habían demostrado que podían extraer células T de la sangre de una persona y, con el uso de un virus, añadir nuevas instrucciones de ADN para dirigirlas al tipo de glóbulos sanguíneos que fallan a causa de la leucemia. La técnica ahora ha sido probada en más de 300 pacientes, con unos resultados espectaculares. A menudo se conseguía una remisión total del cáncer. Una docena de farmacéuticas y empresas de biotecnología ahora trabajan para llevar tal tratamiento al mercado.


Las células T creadas por Cellectis podrían tener muchos más usos. Los tratamientos anteriores utilizan las células del propio paciente. Pero, especialmente los niños pequeños como Layla, no tienen suficientes células T. Cellectis había previsto este problema, y se había propuesto utilizar más edición genética para crear un suministro universal de células T a partir de la sangre donada. La empresa añadiría el nuevo ADN, pero también emplearía la edición genética para eliminar el receptor que utilizan normalmente las células T para detectar moléculas ajenas o extrañas.

"La célula T tiene un enorme potencial asesino. Pero no se pueden inyectar células T del señor X al señor Y", explica Choulika. "Reconocerían al señor Y como un 'ser extraño' y empezarían a disparar a todo lo que se les pusiera por delante, y el paciente sufriría un colapso". Pero si las células T son modificadas mediante la edición genética, como las que reposaban en el congelador del hospital, ese riesgo queda básicamente eliminado. O eso esperaban todos.

En noviembre, el Hospital Great Ormond Street anunció que Layla se había curado. La prensa británica se cebó con la historia conmovedora de una niña valiente y sus atrevidos médicos. Los relatos que llenaban las portadas provocaron que se disparasen las acciones de Cellectis. Dos semanas después, las farmacéuticas Pfizer y Servier anunciaron que harían una puja de 40 millones de dólares (unos 36 millones de euros) para comprar los derechos del tratamiento.

Aunque muchos de los detalles del caso de Layla aún no se han divulgado, algunos expertos de cáncer consideran que el papel de las células T modificadas en su curación sigue estando poco claro. Su recuperación colocó la ingeniería inmunitaria en el punto de mira junto con la manera en la que los avances en el control y la manipulación del sistema inmunológico están dando paso a unos logros inesperados en los tratamientos para el cáncer.  También podrían dar paso a nuevos tratamientos para el VIH y enfermedades autoinmunes como la artritis y la esclerosis múltiple.

Un reconocido asesino

Al sistema inmunológico humano se le ha llegado a calificar de "la arma de destrucción masiva" de la naturaleza. Tiene una docena de tipos principales de células, incluidos varios tipos de células T. Se defiende ante virus a los que nunca ha visto, suprime el cáncer (aunque no siempre) y por lo general consigue evitar dañar los tejidos del propio cuerpo. Hasta tiene memoria, lo cual forma la base de todas las vacunas.

Hace más de 100 años, el cirujano estadounidense William Coley observó que una infección inesperada a veces provoca la evaporación de un tumor. Después, Coley inyectó a unos pacientes de cáncer unos cultivos de estreptococos y observó que los tumores se encogieron en algunos casos. Los resultados, publicados en 1893, demostraron que el sistema inmunológico podía enfrentarse al cáncer y luchar contra él . Pero, ¿cómo funcionaba? Hasta hace poco estas respuestas se desconocían, y la inmunoterapia se consideraba una idea fracasada.

Pero los científicos han ido mapeando la red de moléculas que rigen cómo interactúa el sistema inmunológico con un tumor. Y durante los últimos años, estos conocimientos han permitido a los laboratorios y farmacéuticas empezar a experimentar con el comportamiento del sistema inmunológico. "En 40 años de ciencia hemos conocido la naturaleza general de la conversación que se mantiene entre las células tumorales y el sistema inmunológico", afirma el biólogo del Instituto Koch para las Investigaciones Integradoras del Cáncer del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU), Philip Sharp, que ganó el Premio Nobel de Medicina de 1993. Sharp detalla: "Intentamos participar en esa relación para generar un efecto terapéutico, pero aún nos encontramos al nivel de un niño de cinco años. Sabemos que existen sujetos y verbos. Pero la diversidad del vocabulario aún está siendo desarrollada".

La más extrema de estas propuestas consiste en cambiar las instrucciones genéticas dentro de la propia célula T, algo que se ha vuelto mucho más fácil con el uso de métodos de edición genética como TALENs y el aún más nuevo CRISPR. El año pasado, las start-ups de edición genética Editas Medicine e Intellia Therapeutics firmaron acuerdos con empresas que desarrollan terapéuticas basadas en las células T. "Es una situación idónea", afirma el investigador de la Universidad de California en San Francisco (EEUU), Jeffrey Bluestone. El experto explica: "Las células inmunes son máquinas que funcionan bastante bien, pero podemos conseguir que rindan aún mejor".

Los investigadores están aprovechando décadas de investigaciones (y varios Premios Nobel concedidos por trabajos de inmunología) que descifraron muchos detalles importantes, incluido el mecanismo por el cual las células T reconocen a los invasores y entran a matar. Vistas a través de un microscopio, estas células muestran un comportamiento casi animal: se arrastran, sondean y después agarran a otra célula y la inyectan con gránulos tóxicos. "Lo emocionante es que tienen la capacidad de desplazarse por todas partes; son autónomas", explica el biólogo sintético que también trabaja para la Universidad de California en San Francisco Wendell Lim. "Las células inmunes hablan con otras células, entregan venenos, tienen memoria y producen más células T. Son como unos diminutos robots", explica.

Lim ahora pisa un terreno nuevo dentro de lo que llama "la inmunología sintética". Este año y el pasado, ha producido algunas células T que parecen del futuro. Probadas sólo en ratones, las células despliegan su comportamiento dirigido de cazar y matar sólo cuando se añade un fármaco específico. Esta capacidad podría ser empleada para activar las células en lugares y momentos determinados, algo que Lim denomina un "mando a distancia". Otra célula T que ha diseñado sólo mata en caso de detectar no uno, sino dos marcadores en una célula cancerígena. Es como un método de autenticación doble para las células enemigas. Lim lo asemeja a un circuito de detección o "una búsqueda avanzada de Google".

Tales trabajos resultan críticos porque dirigir las células T a los tumores del hígado, pulmón o cerebro resulta peligroso, y algunos pacientes han muerto a causa de los ensayos. El problema ha sido fuego amigo. Hasta el momento, carecemos de mecanismos sencillos que dirijan los tratamientos únicamente a las células cancerígenas. Lim ha fundado su propia start-up, Cell Design Labs, para comercializar sus ideas de ingeniería. Rehusó comentar cuánto dinero ha recaudado, pero dice que todos los que trabajan con células T están asombrados por la cantidad de dinero que se está invirtiendo en esta idea. "Es una situación alucinante", afirma.

Buscando curas en Google

La misión de ampliar las inmunoterapias  incluye no sólo a las principales farmacéuticas del país sino también a las empresas tecnológicas. Sharp dice que el año pasado Google celebró dos cumbres en el MIT con oncólogos y bioingenieros líderes para determinar qué partes del problema podrían "googlificarse".

Los asistentes dicen que el gigante de las búsquedas por internet prestó una atención especial a unas nuevas técnicas de investigación que sacan una huella digital de las células de la biopsia de un tumor. Hasta ahora, la unidad de ciencias biológicas, llamada Verily, no ha revelado sus planes de inmunoterapia para el cáncer. Pero quedé en Nueva York (EEUU) con Jeffrey Hammerbacher, un antiguo empleado de Facebook que ahora dirige un laboratorio del Monte Sinaí. Con 12 programadores en un loft inundado por luz, también dedica tiempo a las células T. Hammerbacher trabaja en un software que interpreta la secuencia de ADN del cáncer de un paciente a partir de la cual modula la respuesta de las asesinas células T.

Un ensayo clínico del Monte Sinaí debería arrancar este año. Los pacientes recibirán una dosis de fragmentos anormales de proteína que el software de Hammerbacher haya predicho que entrenarán las células T para atacar el cáncer. "Es un tratamiento bastante radical", reconoce el responsable.

"Lo que resultó divertido fue que lo que entregamos [a la Agencia de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos] no fue una molécula sino un algoritmo", relata. "Puede haber sido una de las primeras veces que el resultado de un programa [informático] represente la terapia".

En enero, Juno Therapeutics (ver La biotecnología puede estar a punto de encontrar una cura contra el cáncer) pagó 125 millones de dólares (unos 113 millones de euros) para adquirir AvVitro, una empresa de Boston (EEUU) que se especializa en secuenciar el ADN dentro de las células T. Ahora, Juno Therapeutics intenta localizar las células T activas dentro de los cánceres y estudiar sus receptores. El director científico de Juno Therapeutics, Hyam Levitsky, dice que un experimento que antes duraba siete meses ahora dura siete días. Y los datos se están acumulando: un experimento medio genera unas 100 gigabytes de información. "Gran parte de lo que está ocurriendo es gracias a la tecnología", afirma. "Las preguntas llevan un tiempo en el aire, pero no había manera de acceder a las respuestas. Ahora las visualizamos con nuevas tecnologías de maneras que jamás podríamos haber hecho antes".

Más allá del cáncer

En marzo, Pfizer designó a John Lin como director de su Unidad de Biotecnología de San Francisco, que desarrolla fármacos para el cáncer y empezó recientemente a producir células T modificadas genéticamente. Lin afirma que la empresa empezó a negociar con Cellectis mucho antes de difundirse la noticia del tratamiento de Layla y que nadie de su empresa había tenido constancia de que la niña hubiese sido tratada antes de salir en las noticias. "La publicidad fue una gran sorpresa", recuerda. El experto afirma que estos años de trabajos científicos por fin han dado paso a un nivel de maestría que hace que los productos terapéuticos parezcan prácticos. Cree que los tratamientos irán más allá de la leucemia, y del cáncer también. "La ingeniería de células humanas podría tener amplias implicaciones", afirma y añade: "Y el sistema inmunológico será el vehículo más conveniente para ello, porque [estas células] pueden desplazarse y migrar y jugar papeles muy importantes".

Los investigadores ya están trabajando en los trastornos autoinmunes, como la diabetes, la esclerosis múltiple y el lupus. Los ingenieros de células T también han fijado la mirada en las enfermedades infecciosas. El virólogo de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos Edward Berger, que ayudó a descubrir cómo el VIH se introduce en las células humanas, cree posible mantener la enfermedad a raya de forma permanente, una "cura funcional". En febrero empezará a inyectar células T programadas genéticamente para encontrar y destruir cualquier célula con VIH que esté replicándose en monos.

El proceso real no es tan sencillo como la teoría. Berger alerta de que nos quedan por delante años de traspiés y repeticiones. También, la mayoría de los protocolos que incluyen células T modificadas genéticamente requieren que los pacientes, o monos, tomen fármacos que matan de forma temporal sus propias células T, algo que no carece de riesgos. Berger reconoce: "No es algo que emplearías para tratar una calentura". Pero, a pesar de todos los progresos que se han hecho en el tratamiento del VIH, aún hacen falta mejores enfoques. Puesto que el virus permanece oculto dentro del cuerpo incluso después de tratarse, los pacientes han de tomar antirretrovirales de por vida. Con la ingeniería inmunitaria, quizás no. Berger divisa una oportunidad de un único tratamiento que pueda contener el virus para siempre.

Berger recuerda: "Me sentí totalmente inspirado por los trabajos en cáncer, curaron la leucemia, y lo hemos cogido prestado de ellos". Para el experto, "la extensión de esas ideas de realizar una ingeniería del sistema inmunológico contra otras cosas que afectan a la gente es un frente importante y creo que el VIH es el mejor candidato dentro de las enfermedades infecciosas". Berger concluye: "Si hablas con la comunidad del VIH, piden una cura a gritos, un tratamiento que, de forma idónea, se haría una vez y nunca más".


Esta es la lista completa de Las 10 Tecnologías Emergentes de 2016

Para comentar, por favor accede a tu cuenta o regístrate

¿Olvidaste tu contraseña?

Informes Especiales

El futuro del empleo

La tecnología está cambiando nuestra forma de trabajar: las profesiones que desempeñamos, cómo las desempeñamos, durante cuánto tiempo y hasta en qué calidad. Se están creando nuevos empleos, mientras otros son sustituidos por la automatización. Este informe especial describe cómo está cambiando el empleo y qué profesiones se beneficiarán de esta transición. Ofrecemos información de expertos economistas, inversores de riesgo, tecnólogos y empresarios líderes, y sus opiniones acerca de cómo podemos navegar con éxito este período de transición.

Otros Informes Especiales

Advertisement
Advertisement
Publicidad