211service.com
El ingrediente clave para tratamientos eficaces contra el cáncer
Aproximadamente el 50 por ciento de los pacientes con cáncer tienen tumores que son resistentes a la radiación debido a los bajos niveles de oxígeno, un estado conocido como hipoxia. Una startup en San Francisco está desarrollando proteínas que podrían transportar oxígeno a los tumores de manera más efectiva, aumentando las probabilidades de que la radioterapia ayude a estos pacientes.
Mapa de oxígeno: Esta imagen muestra las piernas de un ratón, con un tumor en la pierna izquierda. Las regiones hipóxicas se indican en azul claro.
El mes pasado, el Instituto Nacional del Cáncer (NCI) le dio a esa startup, Omniox, $ 3 millones en fondos. Omniox está colaborando con investigadores del NCI para probar si sus compuestos que transportan oxígeno mejoran la radioterapia en animales con cáncer.
La mayoría de los tumores tienen regiones hipóxicas y los investigadores creen que tienen un impacto significativo en los resultados del tratamiento en aproximadamente la mitad de los pacientes. Las células tumorales proliferan con tal abandono que sobrepasan su suministro de sangre, creando regiones con niveles muy bajos de oxígeno. Esta falta de oxígeno hace que las células tumorales generen más vasos sanguíneos, que las células metastásicas utilizan para viajar a otras partes del cuerpo y diseminar el cáncer.
La radioterapia depende del oxígeno para funcionar. Cuando la radiación ionizante golpea un tumor, genera químicos reactivos llamados radicales libres que dañan las células tumorales. Sin oxígeno, los radicales libres duran poco y la radioterapia no es eficaz. El tratamiento con radiación se administra hoy en día con la suposición de que los tumores están oxigenados y serán dañados por ellos, dice Murali Cherukuri , jefe de biofísica del Centro de Investigación del Cáncer del NCI en Bethesda, Maryland. Las regiones hipóxicas sobreviven al tratamiento y repoblan el tumor.
Desde la década de 1950, los investigadores han intentado muchas formas de llevar más oxígeno a los tumores, sin éxito. Hacer que los pacientes respiren altos niveles de oxígeno antes de la radiación no funciona, y el desarrollo de un agente para transportar oxígeno a través de la sangre hasta un tumor ha resultado muy difícil. Las proteínas artificiales que imitan al transportador de oxígeno natural del cuerpo, la hemoglobina, pueden ser peligrosamente reactivas y destruir otras sustancias químicas importantes en la sangre. Y otros transportadores de oxígeno tienden a adherirse al oxígeno con demasiada fuerza o liberarlo demasiado pronto, antes de que llegue a las regiones menos oxigenadas del tumor.
Esperamos que, dado que la mayoría de los tumores son hipóxicos, podamos mejorar la eficacia de la radioterapia en una gran cantidad de personas, dice Stephen Cary, cofundador y director ejecutivo de Omniox. La compañía ha desarrollado una gama de proteínas que están diseñadas para retener oxígeno hasta que están dentro del tejido hipóxico. Estas proteínas no se basan en la hemoglobina, por lo que no tienen los mismos efectos tóxicos.
La tecnología de la empresa proviene del laboratorio de Michael Marletta , profesor de química en la Universidad de California, Berkeley. La mayoría de los sustitutos de la sangre han fallado, dice Marletta, porque se basan en proteínas de globina, que incluye la hemoglobina. La hemoglobina puede funcionar en el cuerpo porque está contenida en glóbulos rojos. Las proteínas de globina no protegidas y oxigenadas reaccionan con el óxido nítrico en la sangre, destruyendo el oxígeno, el óxido nítrico y la proteína misma.
Marletta comenzó a buscar fragmentos de proteínas que se unieran al oxígeno, pero no al óxido nítrico. Comenzó con la secuencia genética de la sección de proteínas de globina que se une al oxígeno. Luego usó un programa de computadora para escanear las bases de datos del genoma en busca de secuencias similares. Esto mostró un grupo de secuencias similares en organismos unicelulares. Marletta estudió estas secuencias de proteínas y encontró un grupo de ellas que se unen al oxígeno pero no al óxido nítrico. Al alterar ligeramente las secuencias, Marletta descubrió que podía adaptar la fuerza con la que la proteína se une al oxígeno. Este nivel de control significa que Omniox puede diseñar una proteína que libere oxígeno solo cuando los niveles circundantes de oxígeno son muy bajos, lo que significa que la proteína debe viajar hasta la parte hipóxica del tumor antes de liberar el oxígeno.
Cary, quien fue investigador postdoctoral en el laboratorio de Marletta, cofundó Omniox en 2006 para desarrollar un agente transportador de oxígeno terapéutico. La compañía ha recaudado un total de aproximadamente $ 4 millones del NCI y de la Universidad de California. Instituto de Biociencias Cuantitativas . La empresa se encuentra actualmente en la incubadora de empresas emergentes de biotecnología de la universidad, la Garaje QB3 .
Omniox ha demostrado hasta ahora que sus proteínas se acumulan en tumores en animales vivos y que las proteínas aumentan la concentración de oxígeno allí.
Actualmente se están realizando estudios de las proteínas en el NCI. Cherukuri, que no está afiliado a Omniox, ha desarrollado un trazador para su uso con imágenes de resonancia magnética que le permite hacer un mapa tridimensional de alta resolución de las concentraciones de oxígeno en los tumores.
Cherukuri está utilizando este método para estudiar los efectos de los agentes de Omniox en ratones con tumores hipóxicos. Cuando tienes un tumor muy hipóxico y le inyectas al animal [el agente Omniox], la oxigenación aumenta, dice. Está trabajando con General Electric para desarrollar un prototipo a escala humana de este sistema de imágenes.
Los estudios de Omniox y NCI tienen como objetivo determinar cuál de las proteínas de la empresa funciona mejor, cuándo deben administrarse las proteínas y si el tratamiento realmente mejora la eficacia de la radioterapia. Los estudios también buscarán respuestas inmunes peligrosas a las proteínas extrañas. Si los resultados son prometedores, la compañía espera comenzar las pruebas en pacientes humanos en 2013.