Universidad de Duke: desarrollando nuevas herramientas para luchar contra el cáncer
Fecha de publicación:Los investigadores de Duke están creando enfoques más precisos para detener los tumores
Durante décadas, el tratamiento médico del cáncer ha implicado generalmente quimioterapia, radiación o cirugía, solas o en combinación. Pero las cosas están cambiando rápidamente. Hoy en día, están apareciendo nuevos enfoques, como las inmunoterapias y las terapias dirigidas, y hay muchos más en investigación y desarrollo. En muchos casos, los nuevos tratamientos son más eficaces y con menos efectos secundarios.
"Es un momento apasionante para la investigación y el descubrimiento del cáncer", afirmó Colin Duckett, PhD, profesor de patología, presidente interino del Departamento de Farmacología y Biología del Cáncer y vicedecano de ciencias básicas.
"Estamos entrando en esta era en la que tenemos un nuevo conjunto de herramientas que podemos utilizar para tratar el cáncer".
-Colin Duckett, doctorado
Los investigadores del Duke Cancer Institute (DCI) y de toda la Facultad de Medicina están ayudando a crear estas nuevas herramientas, impulsadas por el conocimiento y la experiencia de expertos de una amplia gama de disciplinas.
De hecho, la investigación del cáncer siempre ha sido una tarea de equipo en DCI.
"DCI se creó específicamente hace una década para romper las barreras entre disciplinas y estimular la investigación colaborativa y la interacción multidisciplinaria", dijo el director ejecutivo de DCI, Michael Kastan, MD, PhD, profesor distinguido de farmacología y biología del cáncer William y Jane Shingleton.
Añadiendo más leña al fuego está la iniciativa Duke Science and Technology (DST), cuyo objetivo es catalizar y apoyar la investigación colaborativa al servicio de la solución de algunos de los problemas más apremiantes del mundo, incluido el cáncer.
Las nuevas herramientas, aunque variadas, representan avances en la medicina personalizada contra el cáncer. Los tratamientos dirigidos se eligen en función de la firma genética del tumor del paciente. Algunas inmunoterapias llevan la personalización aún más allá, manipulando las propias células inmunitarias del paciente para crear un tratamiento solo para ese individuo.
Para hacer coincidir los tratamientos con los pacientes, la Junta multidisciplinaria de tumores moleculares de Duke, dirigida por John Strickler, MD, HS'11, y Matthew McKinney, MD'06, SA'06-'09, SA'10-'13, ayuda a los proveedores a identificar mejores prácticas, tratamientos recientemente aprobados o ensayos clínicos para pacientes con cáncer avanzado basados en la secuenciación genética de sus tumores.
"En la medicina oncológica de precisión (la terapia adecuada para el paciente adecuado en el momento adecuado), todas estas cosas se combinan, las terapias dirigidas, la inmunoterapia, incluso la quimioterapia estándar, todo eso es parte de la medicina oncológica de precisión".
-Michael Kastan, MD, PhD
Inmunoterapia
La inmunoterapia tiene como objetivo aprovechar el poder del sistema inmunológico para combatir el cáncer. Eso puede significar activar el sistema inmunológico, energizar las células inmunitarias agotadas o ayudar a las células inmunitarias a encontrar células cancerosas guiándolas allí o eliminando los disfraces de "buen tipo" del cáncer.
El Centro de Inmunoterapia contra el Cáncer de Duke apoya estos esfuerzos identificando descubrimientos científicos básicos prometedores y formando equipos para traducir esas ideas en tratamientos.
"Hay tantos científicos de investigación básica de talla mundial aquí haciendo descubrimientos..."
-Scott Antonia, MD, PhD
"...descubrimientos que son potencialmente traducibles como estrategias inmunoterapéuticas", dijo Scott Antonia, MD, PhD, profesor de medicina y director fundador del centro. "Eso es lo que me motivó a venir a Duke, debido a la gran oportunidad de interactuar con científicos básicos para desarrollar nuevas inmunoterapias y llevarlas a la clínica".
Antonia cree que la inmunoterapia tiene el potencial de revolucionar el tratamiento del cáncer, pero aún queda trabajo por hacer para hacer realidad su promesa. “La prueba de principio está ahí”, dijo, “pero todavía sólo una fracción relativamente pequeña de personas disfruta de una supervivencia a largo plazo. Si podemos perfeccionar los enfoques inmunoterapéuticos, esa es nuestra mejor oportunidad”.
Uno de los trabajos de inmunoterapia más interesantes que facilita el centro consiste en extraer las células T del propio paciente (un tipo de linfocito), manipularlas en el laboratorio para hacerlas más efectivas contra los tumores y luego inyectarlas nuevamente en el paciente.
Las células T se pueden manipular en el laboratorio de varias maneras diferentes. En un enfoque, llamado terapia de células T con CAR, las células T se diseñan con una adición de fragmentos de anticuerpos sintéticos que se unen al tumor del paciente, dirigiendo efectivamente las células T directamente a las células tumorales.
En otro enfoque, llamado terapia celular adoptiva de linfocitos infiltrantes de tumores (TIL), se extrae el subconjunto de células T de un paciente que ya han logrado encontrar su camino hacia el tumor y luego se cultivan en grandes cantidades antes de devolverlas al paciente. Antonia y sus colegas publicaron recientemente un artículo que demuestra la eficacia de la expansión de TIL en el cáncer de pulmón. "Ahora estamos haciendo el trabajo preparatorio para desarrollar ensayos clínicos utilizando este enfoque en tumores cerebrales, y nuestra intención es expandirnos a muchos otros cánceres también", dijo.
Antonia señala que las innovaciones en la terapia de células T con CAR y la terapia TIL que se están llevando a cabo en Duke son posibles gracias a las colaboraciones con científicos en una variedad de disciplinas, incluidos expertos en anticuerpos como Barton Haynes, MD, HS'73-'75, el Profesor de Medicina Frederic M. Hanes y el Dr. Wilton Williams, profesor asociado de medicina y cirugía en el Instituto de Vacunas Humanas de Duke, e ingenieros biomédicos como el Dr. Charles Gersbach, Profesor Distinguido de Ingeniería Biomédica John W. Strohbehn en la Escuela de Ingeniería Pratt.
Además, los ensayos clínicos para este tipo de terapias celulares requieren instalaciones especiales para diseñar o expandir las células, que son proporcionadas por el Centro Marcus de Curas Celulares de Duke, dirigido por la Dra. Joanne Kurtzberg, la Profesora Distinguida de Pediatría Jerome S. Harris y Beth Shaz, MD, MBA, profesor de patología. “Ha sido una colaboración muy productiva que destaca cómo Duke está en una posición única para desarrollar estrategias inmunoterapéuticas”, dijo Antonia.
Terapia dirigida
Las terapias dirigidas aprovechan el punto débil de un tumor: una mutación genética, por ejemplo. El beneficio es que el tratamiento mata sólo las células cancerosas y no las sanas. El requisito previo es conocer la genética y la biología del tumor específico, lo que no es una tarea sencilla.
Trudy Oliver, PhD'05, quien se unió a la facultad del Departamento de Farmacología y Biología del Cáncer como becario de Ciencia y Tecnología de Duke, estudia el desarrollo del cáncer y la biología de los subtipos de tumores, en particular el cáncer de pulmón de células escamosas y el cáncer de pulmón de células pequeñas.
"Incluso dentro del cáncer de pulmón de células pequeñas, hay subconjuntos que se comportan de manera diferente entre sí", dijo. Algunos de los tratamientos que ha identificado se encuentran en ensayos clínicos.
"Nuestro trabajo sugiere que cuando se adapta la terapia a esos subconjuntos, se puede marcar una diferencia en el resultado".
-Trudy Oliver, PhD'05
Algunos de los tratamientos que ha identificado se encuentran en ensayos clínicos.
Sandeep Dave, MD, Profesor Distinguido de Medicina de Wellcome, lidera un ambicioso proyecto para analizar la genómica de más de 100 tipos diferentes de cáncer de sangre. Su proyecto agilizará el diagnóstico del cáncer de sangre y descubrirá posibles objetivos terapéuticos.
"Todos los cánceres surgen de alteraciones genéticas que permiten que el cáncer sobreviva y prospere a expensas del huésped", dijo. "Estas alteraciones genéticas son un arma de doble filo: permiten que estas células cancerosas crezcan, pero, por otro lado, confieren vulnerabilidades específicas que potencialmente podemos explotar".
Dave dijo que su experiencia en informática, genética y oncología lo ayudó a diseñar el proyecto, que utiliza enormes conjuntos de datos.
"Hemos hecho el trabajo pesado en términos de desarrollo de herramientas y metodología, que está lista para aplicarse a cualquier otro tipo de cáncer".
-Sandeep Dave, MD
Disparidades en el cáncer
Las disparidades en el cáncer son causadas por una compleja interacción de elementos, incluido el acceso a la atención médica y otros recursos, las barreras institucionales, el racismo estructural y la biología, como la genética relacionada con la ascendencia. Por ejemplo, algunos factores genéticos, biológicos y elementos sociales contribuyen a las disparidades en muchos tipos de cáncer.
"El tratamiento del cáncer se está acercando a este espacio personalizado donde los pacientes ya no son tratados con un paradigma único para todos".
-Tammara Watts, MD, PhD
"Cada vez es más evidente que existen diferencias en los resultados con respecto a la raza y el origen étnico", dijo Tammara Watts, MD, PhD, profesora asociada de cirugía de cabeza y cuello y ciencias de la comunicación, y directora asociada de equidad, diversidad e inclusión en DCI. . "La hipótesis muy amplia es que existen cambios relacionados con la ascendencia genética que pueden desempeñar un papel fundamental en los resultados clínicos dispares que vemos todos los días en nuestros pacientes con cáncer".
Por ejemplo, los pacientes blancos autoidentificados con cáncer de garganta asociado con el virus del papiloma humano (VPH) tienen mejores resultados en comparación con los pacientes negros autoidentificados, incluso cuando se controlan elementos como el acceso a la atención médica, la educación y el estatus socioeconómico.
Watts está colaborando con expertos en bioinformática del DCI para intentar identificar diferencias significativas en la expresión genética entre los dos grupos.
"Estoy tratando de descubrir diferencias que pueden tener un impacto para los pacientes desfavorecidos según la raza y el origen étnico", dijo. "Pero podrían surgir diferencias que podrían ser útiles para diseñar tratamientos dirigidos a un amplio grupo de pacientes".
Esto se debe a que un tratamiento dirigido a una expresión genética particular que podría ocurrir con mayor frecuencia en personas de raza negra ayudaría a todos los pacientes con esa expresión, independientemente de su raza o etnia.
Watts no es el único que realiza investigaciones sobre la disparidad del cáncer en DCI. Tomi Akinyemiju, PhD, profesor asociado de ciencias de la salud de la población, utiliza la epidemiología para estudiar tanto los factores biológicos como los elementos sociales que contribuyen a las disparidades en muchos tipos de cáncer.
Jennifer Freedman, PhD, profesora asociada de medicina, Daniel George, MD'92, profesor de medicina, y Steven Patierno, PhD, profesor de medicina y subdirector de DCI, están estudiando las bases moleculares de por qué el cáncer de próstata, mama y pulmón tienden a ser más agresivos y letales en pacientes que se autoidentifican como negros. Patierno, quien ha sido líder nacional en la investigación de disparidades en el cáncer durante más de 20 años, dirige el Programa Especializado de Excelencia en Investigación (Programa Especializado de Excelencia en Investigación) de Duke Cancer Disparities SPORE, financiado por el Instituto Nacional del Cáncer. La subvención SPORE apoya a estos investigadores, así como a otros equipos de DCI que trabajan en cánceres de mama, pulmón, estómago y cabeza y cuello.
“Una de las cosas que me impresiona es que [la investigación sobre las disparidades en el cáncer] es una alta prioridad dentro de DCI”, dijo Watts, quien se unió a la facultad en 2019. “Estos grupos participan y colaboran activamente y plantean las preguntas que impulsarán el cambio para pacientes que tienen peores resultados relacionados con la ascendencia”.
Riesgo, Detección, Interceptación
Incluso mejor que curar el cáncer es evitarlo por completo.
En DCI, Meira Epplein, PhD, profesora asociada en ciencias de la salud de la población y Katherine Garman, MD'02, MHS'02, HS'02-'06, HS'09, profesor asociado de medicina, buscan disminuir la incidencia del cáncer de estómago mejorando la detección y el tratamiento de la bacteria Helicobacter pylori, que puede desencadenar una cascada que conduce al cáncer de estómago. Epplein y Garman, también financiados por la subvención SPORE de Duke Cancer Disparities, esperan que su trabajo reduzca las disparidades porque las infecciones por H. pylori y el cáncer de estómago son más frecuentes entre los afroamericanos que entre los blancos.
Cuando la prevención del cáncer no tiene éxito, la mejor opción es detectarlo y tratarlo tempranamente. Un concepto relativamente nuevo en la atención del cáncer es la “intercepción”, que significa detectar el cáncer justo cuando comienza o incluso justo antes.
“El punto es evitar que progrese hasta convertirse en una malignidad en toda regla”, dijo Patierno. "En otras palabras, evitar que el cáncer supere su propia línea de meta".
Patierno imagina un futuro en el que los pacientes con enfermedades precancerosas o cáncer temprano puedan tomar una pastilla para detener el desarrollo del cáncer sin matar las células; en otras palabras, un tratamiento no citotóxico, a diferencia de la quimioterapia estándar.
“Sabemos que está ahí, pero no vamos a envenenarlo, ni quemarlo, ni cortarlo porque todo eso tiene efectos secundarios. Vamos a encontrar una forma no citotóxica de evitar que progrese. Ese es el objetivo”.
-Steven Patierno, Doctorado
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Historia publicada originalmente en DukeMed Alumni News, otoño de 2022.
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Fuente del artículo original: Duque hoy