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Basándose en la irradiación láser en el infrarrojo cercano (NIR), no invasiva y fácil de manipular, investigadores del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia China de Ciencias y de la Universidad de la Academia China de Ciencias (UCAS) han desarrollado un diseño flexible y potente de vacuna de células tumorales enteras (TCV) 'a la carta'.
Según indica el estudio, publicado en 'Nature Communications', el concepto consiste en cargar células tumorales con nanopartículas fototérmicas, irradiarlas con láser NIR, recoger y matar las células tumorales para preparar la TCV e inyectar la vacuna en el individuo. Tras una única inyección, se aplica irradiación NIR adicional en el lugar de vacunación.
Las nanopartículas de la TCV responden a la irradiación NIR convirtiéndose en hipertermia, lo que potencia la respuesta inmunitaria. Este refuerzo a la carta de la respuesta inmunitaria ayuda a suprimir eficazmente el crecimiento tumoral.
Las vacunas contra tumores se consideran desde hace tiempo herramientas prometedoras para la inmunoterapia del cáncer, ya que utilizan el sistema inmunitario del organismo para combatir las células tumorales. Sin embargo, entre las vacunas tumorales, las TCV se distinguen por contener todos los antígenos de las células tumorales del propio paciente y no sólo un grupo selecto. Por ello, las TCV pueden inducir más fácilmente una respuesta inmunitaria en el paciente, ya que responden a una gama más amplia de antígenos que las vacunas tumorales ordinarias.
Para mejorar la inmunogenicidad de las células tumorales inactivadas en las vacunas, se han explorado métodos relacionados con los adyuvantes. Sin embargo, la mayoría de los enfoques implican procesos complejos y lentos. Otro reto de las TCV es la necesidad de múltiples dosis y la ausencia de regímenes personalizados.
En respuesta a estas deficiencias, los investigadores se han afanado por desarrollar TCV eficaces de dosis única que permitan un refuerzo a la carta de la respuesta inmunitaria para adaptarse a las respuestas inmunitarias heterogéneas de cada paciente.
"En este estudio, desarrollamos una TCV que admite una estrategia de inyección única e irradiación múltiple para la manipulación a demanda de la respuesta inmunitaria local", ha explicado el primer autor del artículo, MENG Jiaqi.
Para preparar la vacuna, los investigadores cargaron inicialmente nanopartículas fototérmicas en las células tumorales. Posteriormente, la irradiación láser NIR indujo a las células tumorales a sobreexpresar proteínas de choque térmico (HSP) como adyuvantes endógenos. A continuación, las células tumorales se inactivaron mediante un proceso de congelación-descongelación antes de preparar la vacuna (TCV).
Por su parte, el profesor TIAN Zhiyuan, de la UCAS, ha señalado que la irradiación láser NIR de muy baja potencia podría generar hipertermia local "suficiente" para promover este proceso inflamatorio.
"Para monitorizar la tasa de crecimiento tumoral, propusimos un indicador: la fluctuación de la tasa de crecimiento tumoral (FTGR)", ha señalado MA Guanghui del IPE.
"La FTGR podría proporcionar el estándar para el refuerzo racional a demanda de la respuesta inmunitaria mediante irradiaciones láser NIR repetidas en el lugar de vacunación", ha añadido.
Los investigadores demostraron la eficacia de esta estrategia de TCV a la carta utilizando varios modelos murinos de xenoinjertos derivados de líneas celulares tumorales (entre ellas, cáncer de mama triple negativo, carcinoma de colon, carcinoma de pulmón y carcinoma de páncreas) y, sobre todo, un xenoinjerto -en un modelo murino con un sistema inmunitario humanizado- derivado de un paciente con cáncer de páncreas.
"La estrategia TCV a la carta ha demostrado una buena flexibilidad y una potente eficacia terapéutica y, aunque actualmente se encuentra en fase de investigación preclínica, encierra un gran potencial para futuras aplicaciones clínicas", afirmó el profesor WEI Wei, del IPE.