Paula Hammond
1,591,647 views • 10:42

El cáncer nos afecta a todos, especialmente el que regresa una y otra vez, el muy invasivo y resistentes a los medicamentos, el que vence a los tratamientos médicos, aun cuando usemos nuestras mejores medicinas. La ingeniería a nivel molecular, la que opera en las escalas más pequeñas, nos puede brindar nuevas e interesantes maneras para combatir las formas más agresivas de cáncer.

El cáncer es una enfermedad muy lista. Hay muchas formas de cáncer, que, afortunadamente, hemos aprendido a tratar relativamente bien con medicamentos y cirugías bien definidas y establecidas. Pero hay otras formas de cáncer que no responden a esos procedimientos y los tumores sobreviven o regresan, incluso después de un tratamiento agresivo.

Podemos pensar esas formas agresivas de cáncer como una especie de súper-villano de las historietas. Son astutos, adaptables, y muy buenos en mantenerse vivos. Y como la mayoría de los súper-villanos hoy en día sus superpoderes vienen de una mutación genética. Los genes modificados dentro de esas células del tumor pueden activar y codificar nuevas e inimaginables maneras de sobrevivir, permitiéndole sobrevivir a la célula cancerígena aun con nuestros mejores tratamientos de quimioterapia.

Un ejemplo es un truco en el que un gen permite a la célula, incluso cuando los fármacos se acercan a la célula, alejar el fármaco, incluso antes de que tenga algún efecto. Imaginen, la célula puede expulsar efectivamente el medicamento. Este es solo un ejemplo de los muchos trucos genéticos bajo la manga de nuestro súper-villano, el cáncer. Todo debido a genes mutantes.

Entonces, tenemos un súper-villano con increíbles superpoderes. Necesitamos una manera nueva y poderosa para atacarlo. En realidad, podemos apagar un gen. La clave es un conjunto de moléculas conocidas como ARNip. El ARNip son pequeñas secuencias de código genético que llevan a la célula a bloquear cierto gen. Cada molécula ARNip puede apagar un gen específico dentro de la célula. Por muchos años desde su descubrimiento, a los científicos les han apasionado las aplicaciones de estos genes bloqueadores en medicina.

Pero hay un problema: el ARNip trabaja bien dentro de la célula, pero si entra en contacto con enzimas presentes en nuestra sangre o tejidos, se degrada en segundos. Tiene que ir empaquetada y protegida en su viaje por el cuerpo para llegar finalmente a su objetivo dentro de la célula de cáncer.

Entonces, esta es la estrategia. Primero administramos a la célula el gen bloqueador, el ARNip, silenciamos los genes de supervivencia, y luego lo eliminamos con la medicina química. Pero, ¿cómo logramos esto? Usando ingeniería molecular podemos diseñar una súper-arma que puede viajar por el torrente sanguíneo. Tiene que ser lo suficientemente pequeña para ir por la sangre, y muy pequeña para penetrar el tejido cancerígeno y muy pequeña para penetrar dentro de la célula de cáncer. Para hacer bien su trabajo tiene que ser de una milésima del tamaño de un cabello.

Veamos cómo podemos construir esta nanopartícula. Primero, empezamos con el núcleo de la nanopartícula. Es una minúscula cápsula que contiene el fármaco de la quimioterapia. Es veneno que mata la célula de cáncer. Alrededor de este núcleo ponemos una cubierta muy fina de ARNip de nanómetros de espesor. Ese es nuestro bloqueador de genes. Como el ARNip está cargado negativamente lo podemos proteger con un polímero cargado positivamente. Las dos moléculas cargadas negativamente permanecen unidas por atracción de carga y nos brinda una capa protectora que evita que el ARNip se degrade en el flujo sanguíneo. Casi terminamos.

(Risas)

Pero hay un obstáculo aún mayor que hay que superar. De hecho, tal vez sea el más grande de todos. ¿Cómo implementamos esta arma? Me refiero, toda buena arma tiene que apuntarse, tenemos que apuntar esta súper-arma a las células súper-villanas que están dentro del tumor.

Pero nuestros cuerpos tienen un sistema inmune natural de defensa: células que están en el torrente sanguíneo y recogen cosas que no le pertenecen para destruirlas o eliminarlas. Y ¿qué creen? Nuestra nanopartícula se considera un objeto extraño. Tenemos que escabullir nuestra partícula por el sistema de defensa del tumor. Tenemos que pasar el sistema que elimina los objetos extraños, disfrazándola.

Así que agregamos otra capa cargada negativamente alrededor de esta nanopartícula que sirve para dos cosas. Primero, esta capa está cargada naturalmente, es un polisacárido altamente hidratado que está en nuestro cuerpo. Crea una nube de partículas de agua alrededor de la nanopartícula que nos da un efecto de capa invisible. Esta capa de invisibilidad nos permite que la nanopartícula viaje por el flujo sanguíneo lo suficientemente lejos como para llegar al tumor sin que el cuerpo lo elimine.

Segundo, esta capa contiene moléculas que se unen específicamente a las células del tumor. Una vez unida, la célula cancerígena absorbe la nanopartícula y una vez dentro de la célula, podemos desplegarla.

¡Bien! ¡Adelante!

(Aplausos)

Primero se despliega el ARNip. Actúa durante horas, dando suficiente tiempo para silenciar y bloquear los genes que sobreviven. Ahora podemos deshabilitar esos superpoderes genéticos. Lo que queda es una célula de cáncer sin defensas especiales. Entonces, los medicamentos de la quimio salen del núcleo y destruyen la célula limpia y eficientemente. Con suficientes bloqueadores de genes podemos atacar diferentes tipos de mutaciones, permitiéndonos eliminar tumores sin dejar vivos a los malos.

Entonces, ¿cómo funciona nuestra estrategia? Hemos probado estas partículas de nanoestructuras en animales usando formas muy agresivas de cáncer de mama triple negativo. Este cáncer de mama triple negativo tiene el gen que expulsa el medicamento tan pronto se administra.

Generalmente el doxorubicin, llamémosle "dox", es el fármaco que se usa como primera línea de tratamiento para el cáncer de mama. Así que tratamos a nuestros animales con un núcleo de dox, solo dox. El tumor redujo su ritmo de crecimiento, pero aún crecía rápidamente, duplicando su tamaño en un período de dos semanas.

Entonces probamos la combinación de nuestra súper-arma. Una nanocapa con ARNip contra la expulsión de la quimio, además, con dox en el núcleo. Y vean, encontramos que no solo dejó de crecer el tumor, sino que redujo su tamaño y lo eliminamos en algunos casos. Los tumores en realidad remiten.

(Aplausos)

Lo mejor de este enfoque es que se puede personalizar. Podemos agregar diferentes capas de ARNip para tratar diferentes mutaciones y mecanismos de defensa de los tumores. Y podemos agregar distintos medicamentos en el núcleo de la nanopartícula. Conforme los médicos aprenden a evaluar a los pacientes y entienden ciertos tipos genéticos de tumores, nos pueden ayudar a ver qué pacientes se pueden beneficiar de esta estrategia y qué genes bloqueadores podemos usar.

El cáncer de ovario me toca fibras sensibles. Es un cáncer muy agresivo, en parte porque se descubre en etapas tardías, cuando ya está muy avanzado y porque tiene varias mutaciones genéticas. Después de la primera ronda de quimioterapia, este cáncer regresa en un 75 % de los pacientes. Y, generalmente, regresa en una forma resistente a los medicamentos. El cáncer de ovario de alto grado es uno de los mayores súper-villanos. Por eso enfocamos nuestra súper-arma hacia él para vencerlo.

Como investigadora, generalmente no trabajo con pacientes. Pero hace poco conocí a una madre sobreviviente de cáncer de ovario, Mimi, y su hija Paige. Estaba profundamente inspirada por la fortaleza y el optimismo que mostraron tanto la madre como su hija y por su historia de valor y apoyo. En ese evento hablamos de diferentes tecnologías contra el cáncer. Mimi lloraba al explicar cómo el aprender de esos esfuerzos le daba esperanza a las futuras generaciones, incluyendo a su propia hija. Realmente me conmovió. No solo se trata de construir ciencia elegante. Se trata de cambiar la vida de las personas. Se trata de entender el poder de la ingeniería a nivel molecular.

Sé que a medida que estudiantes como Paige avanzan en sus carreras se abren nuevas posibilidades para tratar algunos de los mayores problemas de salud en el mundo, incluyendo cáncer de ovarios, desórdenes psiquiátricos, enfermedades infecciosas, justo como la ingeniería química me ha permitido y ha dado una manera de que la ingeniería en la escala más pequeña, la de las moléculas, sanen a nivel humano.

Gracias.

(Aplausos)