Cuando ondas sonoras no invasivas desintegran tumores, desencadenan una respuesta inmune en ratones. Al romper la “capa” de la pared celular, el tratamiento expone los marcadores de células cancerosas que previamente habían estado ocultos de las defensas del cuerpo, según han demostrado investigadores de la Universidad de Michigan.
La técnica desarrollada en la U-M, conocida como histotripsia, ofrece un enfoque doble para atacar el cáncer: la destrucción física de los tumores a través de ondas sonoras y la activación de la respuesta inmune del cuerpo. Podría ofrecer a los médicos una opción de tratamiento para pacientes sin los efectos secundarios dañinos de la radiación y la quimioterapia.
Zhen Xu,Professor of Biomedical Engineering at the University of Michigan works in her office. Image credit: Marcin Szczepanski/Lead Multimedia Storyteller, Michigan Engineering
Hasta ahora, los investigadores no entendían cómo la histotripsia estaba activando el sistema inmunológico. Un
estudio de la primavera pasada demostró que la histotripsia descompone los tumores hepáticos en ratas, lo que lleva a la desaparición completa del tumor incluso cuando las ondas sonoras se aplican a solo del 50% al 75% de la masa. La respuesta inmunitaria también evitó la propagación, sin que se detectaran recurrencias o metástasis en más del 80% de los animales.
“Encontramos que la histotripsia de alguna manera no solo mata las células cancerosas, sino que hace que se sometan a una vía única de muerte celular que atrae la atención del sistema inmunológico”, dijo
Clifford Cho, profesor de cirugía infantil C. Gardner y vicepresidente de cirugía, cuyo laboratorio diseñó protocolos de estudio inmunológico y midió las respuestas inmunes para el estudio publicado este mes en Frontiers in Immunology.
La clave resultó ser los antígenos tumorales, proteínas que solo se encuentran en las células cancerosas y que se ocultan detrás de sus paredes celulares. Cuando las células mueren por quimioterapia o radiación, estos antígenos se destruyen en el proceso. En cambio, las ondas sonoras matan las células cancerosas al romper sus paredes celulares, liberando antígenos tumorales que luego activan los sistemas de defensa del cuerpo.
Zhen Xu,Professor of Biomedical Engineering at the University of Michigan (left) and Tejaswi Worlikar, Biomedical Engineering PhD student discuss the 700kHz, 260-element histotripsy ultrasound array transducer they use in Prof. Xu’s lab. Image credit: Marcin Szczepanski/Lead Multimedia Storyteller, Michigan Engineering
La respuesta inmune ocurrió en todo el cuerpo, no simplemente en el área donde se aplicó la histotripsia.
“Con la histotripsia, no estamos destruyendo los antígenos, los estamos liberando mientras matamos las células tumorales”, dijo
Zhen Xu, profesor de ingeniería biomédica de la U-M e inventor del enfoque de histotripsia. “Una vez que ya no están ocultos, el cuerpo puede verlos y atacarlos”.
El equipo pudo descubrir el mecanismo debido a la forma en que los ratones en los estudios de cáncer suelen recibir tumores genéticamente idénticos. Después de romper un tumor en un ratón usando histotripsia, el equipo extrajo parte de ese material, lo homogeneizó y lo inyectó en otro ratón. Ambos ratones desarrollaron protección inmune contra ese cáncer.
“Inyectar los restos en un segundo ratón tenía casi una propiedad similar a la de una vacuna”, dijo Xu. “Los ratones que recibieron estos restos fueron sorprendentemente resistentes al crecimiento de cánceres”.
Zhen Xu,Professor of Biomedical Engineering at the University of Michigan is seen through the 700kHz, 260-element histotripsy ultrasound array transducer used in Prof. Xu’s lab. Image credit: Marcin Szczepanski/Lead Multimedia Storyteller, Michigan Engineering
Desde 2001, el laboratorio de Xu en la U-M ha sido líder en el uso de la histotripsia en la lucha contra el cáncer, lo que llevó al ensayo clínico multicéntrico
#HOPE4LIVER patrocinado por HistoSonics, una empresa derivada de la U-M. Recientemente, la investigación del grupo ha producido resultados prometedores sobre el tratamiento con histotripsia del cáncer cerebral y la inmunoterapia.
Este trabajo fue apoyado por VA Merit Review, el National Institute of Health, el Instituto de la U-M Forbes Institute for Discovery, Histosonics-Michigan y Michigan Medicine-Peking Health Sciences University Joint Institute for Clinical and Translational Research.
Estudio:
Muerte celular local y abscopal espaciotemporal y respuestas inmunes a la ablación tumoral por ultrasonido centrado en la histotripsia
Escrito por Jim Lynch, College of Engineering U-M, adaptado al español por Juan Ochoa, Michigan News
