Un estudio del Instituto de Estructura de la Materia del CSIC revela un enfoque innovador para mejorar el tratamiento del cáncer de mama HER2+, uno de los más agresivos. Los investigadores han utilizado simulaciones computacionales para analizar cómo los anticuerpos conjugados a fármacos (ACD) pueden dirigir tratamientos de quimioterapia directamente a las células tumorales, aumentando su eficacia. Este trabajo destaca la importancia de la carga eléctrica del fármaco y el diseño del enlazador en la capacidad de difusión celular. Los hallazgos abren nuevas posibilidades para predecir la eficacia terapéutica, reduciendo la necesidad de ensayos experimentales costosos. La investigación se enmarca en el proyecto MOTHER y ha contado con colaboración internacional en oncología.
Un reciente estudio realizado por científicos del Instituto de Estructura de la Materia del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IEM-CSIC) ha presentado un marco teórico que promete mejorar el tratamiento y reducir el riesgo de recaída en pacientes con cáncer de mama HER2+, uno de los tipos más agresivos. Este trabajo, fundamentado en simulaciones computacionales de dinámica molecular, revela el funcionamiento de una estrategia innovadora contra esta enfermedad: el uso de anticuerpos conjugados a fármacos (ACD).
Los ACD son terapias oncológicas que combinan la precisión de los anticuerpos con la potencia destructiva de ciertos fármacos. En términos simples, un ACD consiste en un anticuerpo monoclonal vinculado a un medicamento quimioterapéutico, donde el anticuerpo actúa como un guía que se adhiere a proteínas específicas en las células cancerosas, permitiendo que el fármaco llegue directamente a su objetivo.
La investigación, publicada en la revista Scientific Reports, se centra en un proceso que permite a los ACD transportar medicamentos no solo a las células diana, sino también a las células tumorales cercanas, lo que incrementa la eficacia del tratamiento. “Los mecanismos detrás de este proceso, conocido como efecto bystander, aún no están completamente entendidos”, explica Juan F. Vega, investigador del CSIC y coautor del estudio.
Los investigadores han analizado tres tipos diferentes de medicamentos utilizados en ACD para tratar el cáncer de mama y han evaluado dos factores clave que afectan su capacidad para llevar fármacos a las células tumorales vecinas: el estado de ionización (carga eléctrica) y la estructura del enlace entre el anticuerpo y el fármaco.
Los resultados indican que la carga eléctrica del fármaco es crucial para atravesar la membrana celular del tumor. “Los fármacos ionizados enfrentan altas barreras energéticas que dificultan su difusión”, afirman los investigadores. Asimismo, el diseño del enlace es determinante; sus características influyen en la liberación del fármaco al medio extracelular, asegurando así el efecto bystander.
Las simulaciones realizadas también confirman que uno de los principales obstáculos para la efectividad del tratamiento es el fenómeno denominado flip-flop, que implica el movimiento de moléculas dentro de la membrana desde una fase acuosa hacia el núcleo hidrofóbico de la bicapa lipídica y viceversa. Esta dinámica representa una barrera al efecto bystander.
“Nuestro estudio computacional ha logrado simular a nivel atómico cómo diversos fármacos utilizados en ACD atraviesan la membrana celular cancerosa mediante difusión pasiva, como ocurre con muchos medicamentos”, destaca Vega. Las propiedades físicoquímicas del fármaco influyen directamente en su capacidad para difundir y, por ende, en su eficacia terapéutica.
Esta innovadora aproximación se inscribe dentro del proyecto MOTHER (Misiles moleculares contra el cáncer de mama HER2), desarrollado en colaboración con la Fundación Contigo contra el Cáncer de la Mujer. El estudio abre nuevas posibilidades para utilizar simulaciones moleculares en la predicción de la eficacia terapéutica, reduciendo así la necesidad de ensayos experimentales costosos durante las fases iniciales.
La investigación ha contado con la participación activa del Institute of Oncology (IOB), el Hospital Beata María Ana de Madrid, así como del International Breast Cancer Center (IBCC) y Clínica Teknon de Barcelona. Las simulaciones fueron posibles gracias al apoyo técnico proporcionado por el equipo informático científico del CSIC (AIC-SGAI-CSIC) mediante el uso del supercomputador DRAGO.
La investigación se centra en el cáncer de mama HER2+, que es uno de los tipos más agresivos.
El estudio ofrece un marco teórico basado en simulaciones computacionales que ayuda a entender cómo los anticuerpos conjugados a fármacos (ACD) pueden dirigir los medicamentos directamente a las células tumorales, aumentando la eficacia del tratamiento.
Los ACD son terapias oncológicas que combinan la precisión de los anticuerpos con la potencia de fármacos destructores de células. Un ACD consiste en un anticuerpo monoclonal unido a un medicamento de quimioterapia, dirigido específicamente a células cancerosas.
Los investigadores encontraron que la carga eléctrica del fármaco y el diseño del enlazador son determinantes para la eficacia del tratamiento, afectando la capacidad del fármaco para atravesar la membrana celular y liberar el medicamento adecuadamente.
El proceso "flip-flop" limita la eficacia del tratamiento al representar una barrera para que los fármacos alcancen su objetivo dentro de las células tumorales.
Este trabajo abre nuevas posibilidades para usar simulaciones moleculares en la predicción de la eficacia terapéutica, lo que podría reducir la necesidad de ensayos experimentales costosos en fases iniciales del desarrollo de tratamientos.