Imagínese cómo un nuevo método mata un tumor canceroso, y la imagen es impresionante. Las células cancerosas agresivas se multiplican sin control, capturando nuevos «territorios» en el cuerpo humano. Y de repente, inesperadamente, es atacado por alguna sustancia (hablaremos de ello más adelante), declarándole la guerra. Presa del pánico, el tumor envía señales de SOS al espacio intercelular, del cual depende: dicen que es víctima de una invasión y que las células vecinas, habiendo movilizado fuerzas, deben tomar todas las armas contra el enemigo. La exageración saca al sistema inmunitario humano de su aturdimiento: finalmente comprende que la célula está infectada y lanza un programa para destruirla. El final del tumor es una conclusión inevitable.
Los autores del método único son solo unas 10 personas, una colaboración de tres grupos de científicos. Dos son estadounidenses: del Fox Chase Cancer Center (dirigido por Sidharth Balachandran, realiza investigaciones sobre los mecanismos de la muerte celular programada) e InsideOutBio (dirigido por Alan Herbert, se ocupa de la inmunología del cáncer). El tercero es el Laboratorio Internacional de Bioinformática HSE, encabezado por Maria Poptsova, Candidata a Ciencias Físicas y Matemáticas. Se graduó del Departamento de Biofísica de la Universidad Estatal de Moscú y realiza investigaciones interdisciplinarias en la intersección de varios campos del conocimiento. Después de defender su doctorado, trabajó en las universidades de Cornell y Connecticut en los Estados Unidos. Maria Sergeevna se inspiró en la perspectiva de leer el texto completo del genoma humano y, por lo tanto, quizás el tema principal de su investigación fue la definición del papel de las estructuras secundarias del ADN. Pueden cambiar el sistema de acción de las células, del cual depende en gran medida el estado de una persona, es decir, existe la posibilidad de aprender a administrar este programa más complejo. Esta profunda investigación fundamental atrajo la atención del inmunólogo y especialista en el campo de las estructuras secundarias del ADN, Alan Herbert, hacia Maria Poptsova, quien la invitó a participar en el proyecto. Así, el trabajo puramente teórico de Poptsova recibió inesperadamente una continuación práctica.
En particular, los participantes del estudio nunca se conocieron en persona. Todo el trabajo debido a la pandemia se realizó vía Zoom. la invitó a participar en el proyecto. Así, el trabajo puramente teórico de Poptsova recibió inesperadamente una continuación práctica. En particular, los participantes del estudio nunca se conocieron en persona. Todo el trabajo debido a la pandemia se realizó vía Zoom. la invitó a participar en el proyecto. Así, el trabajo puramente teórico de Poptsova recibió inesperadamente una continuación práctica. En particular, los participantes del estudio nunca se conocieron en persona. Todo el trabajo debido a la pandemia se realizó vía Zoom.
Un sistema inmunológico saludable es capaz de reconocer las células cancerosas que se forman constantemente en el cuerpo humano y matarlas, explica Maria Sergeevna la esencia del proyecto. “Pero en algunos casos, este maravilloso programa falla: hay células que de alguna manera logran engañar al mecanismo inmunológico. Así es como se produce el cáncer. Los científicos lograron comprender la capacidad de la célula para engañar y crearon un fármaco, como resultado de lo cual las propias células envían una señal clara al sistema inmunitario: el tumor es dañino, debe ser eliminado. Sin embargo, esto no siempre funciona, ya que el medicamento resultó no ser del todo perfecto y no todos los tumores pueden eliminarse de esta manera.
Nuestro grupo pudo asegurar que el sistema inmunitario siempre fuera capaz de reconocer las células enfermas y poner en marcha un programa de autodestrucción en ellas. Para vigorizar el sistema inmunológico, para sacarlo de su estupor, decidimos agregar una de las moléculas de curaxina a la célula enferma (ver figura). La sustancia en sí lucha con una célula infectada y tiene un efecto beneficioso sobre el sistema inmunológico. La molécula se inyecta en el torrente sanguíneo y entra en el tumor canceroso, que consta de diferentes tipos de células: células tumorales, células del sistema inmunitario y fibroblastos (armazón tumoral). Curaxin se integra muy bien en el genoma de los fibroblastos, pero se percibe como un extraño y envía señales de SOS. La reacción violenta del tumor provoca la respuesta inmunitaria del cuerpo y, finalmente, la célula cancerosa muere.
La respuesta inmune es un fenómeno complejo. Así se lo explico a mis alumnos. La celda es una ciudad enorme y la parte más importante de ella es la biblioteca. Almacena toda la información detallada sobre cómo vive la ciudad y cómo pretende seguir desarrollándose… La biblioteca es el genoma. Una vez dentro, curaxin inicia un programa de destrucción celular. En primer lugar, no mueren las células tumorales en sí, sino las que las rodean. En respuesta, el sistema inmunitario comienza a comprobar cuán peligrosa es la situación general, reconoce las células enfermas y les declara la guerra. De hecho, la curaxina desplaza la “flecha” de sí misma hacia el tumor, diciéndole al sistema inmunitario lo que debe hacer. Juntos representan una fuerza que la célula cancerosa no puede hacer frente y muere. Así nació otro método prometedor para combatir el cáncer: la inmunoterapia. Es importante notar, que con su ayuda será posible tratar cualquier tipo de tumor, independientemente del tipo de mutación. Se supone que junto con curaxin, la inmunoterapia se llevará a cabo simultáneamente. En este trabajo, hemos demostrado que la terapia combinada tiene un efecto mucho más fuerte que cualquiera de los métodos por separado.
Nuestra área de responsabilidad en esto, no tengo miedo de las palabras en voz alta, un proyecto único, todo lo que no es un experimento. En primer lugar, se trata de una gran cantidad de cálculos: análisis informáticos de cantidades gigantescas de datos relacionados con el genoma. Imagine publicar una enciclopedia de unos 80 volúmenes impresos en letra pequeña, y nuestro objetivo es indicar en qué volumen, en qué página, en qué lugar está la información detallada y clara que necesitan los colegas sobre una región particular del genoma. Pero esto es sólo una parte de nuestro trabajo. La otra es usar inteligencia artificial para predecir dónde debemos buscar las partes del genoma que necesitamos con estructuras secundarias de ADN, en particular Z-DNA, que inicia el programa de muerte celular. Esto es necesario para comprender y desarrollar el mecanismo de la tecnología que estamos creando. Determinar, por ejemplo, qué método de muerte celular es el más fiable. En el laboratorio de Sidharth se realizaron experimentos para detectar todas las secciones de Z-DNA en respuesta a la acción de la curaxina. Comparamos estas regiones con otros elementos del genoma y descubrimos que son especialmente numerosos elementos transponibles casi activos. Entrenamos un sistema de inteligencia artificial con estos datos y descubrimos otras regiones del genoma que pueden iniciar un programa de autodestrucción. Las coordenadas fueron enviadas a los experimentadores, ellos las revisaron y confirmaron las predicciones (ya no “nuestras”, sino de inteligencia artificial). Este trabajo ayudó a la colaboración a reducir significativamente la cantidad de experimentos y, por lo tanto, a reducir significativamente el costo de todo el proyecto. Entrenamos un sistema de inteligencia artificial con estos datos y descubrimos otras regiones del genoma que pueden iniciar un programa de autodestrucción. Las coordenadas fueron enviadas a los experimentadores, ellos las revisaron y confirmaron las predicciones (ya no “nuestras”, sino de inteligencia artificial). Este trabajo ayudó a la colaboración a reducir significativamente la cantidad de experimentos y, por lo tanto, a reducir significativamente el costo de todo el proyecto. Entrenamos un sistema de inteligencia artificial con estos datos y descubrimos otras regiones del genoma que pueden iniciar un programa de autodestrucción. Las coordenadas fueron enviadas a los experimentadores, ellos las revisaron y confirmaron las predicciones (ya no “nuestras”, sino de inteligencia artificial). Este trabajo ayudó a la colaboración a reducir significativamente la cantidad de experimentos y, por lo tanto, a reducir significativamente el costo de todo el proyecto.
Tenga en cuenta que los experimentos fueron realizados por científicos en una de las formas más comunes de cáncer: el melanoma. Los experimentos en ratones dieron resultados positivos e inspiraron confianza a los desarrolladores: su método condujo a una reducción significativa del tumor. Además, sin recurrir a la quimioterapia, se verá afectado por los medicamentos. El mecanismo terapéutico, según los autores de la novedad, es eficaz, y ahora le toca el turno a las farmacéuticas: tendrán que crear un fármaco a base de curaxina. Está claro que pronto no aparecerá en las farmacias. El medicamento debe fabricarse, estar convencido de su seguridad y alta calidad, realizar ensayos clínicos; esto llevará al menos dos o tres años. Los desarrolladores han preparado un artículo en la revista Nature, la más representativa, destacamos, entre las publicaciones científicas. El examen y la introducción de adiciones tomó alrededor de un año. El tema salió el 25 de mayo.
– Creo que el trabajo de nuestros tres grupos, – resume Maria Poptsova, – es un ejemplo convincente de una colaboración perfectamente organizada. Cuando, por ejemplo, las ideas y los supuestos pudieran ser verificados inmediatamente, habiendo recibido una respuesta clara. Nuestra investigación tomó cerca de dos años.
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