Vacuna Contra Cáncer

VACUNAS CONTRA EL CANCER

Qué son las vacunas?

Las vacunas son medicamentos que refuerzan la capacidad natural del sistema inmunitario para proteger el organismo contra “invasores foráneos”, principalmente gérmenes infecciosos, que pueden causar enfermedades.

El sistema inmunitario es una red compleja de órganos, tejidos y células especializadas que trabajan en forma colectiva para defender el organismo. Cuando un microbio infeccioso invade el cuerpo, el sistema inmunitario lo reconoce como foráneo, lo destruye y “recuerda” para prevenir otra infección en caso de que el microbio invada el organismo otra vez en el futuro. Las vacunas se aprovechan de esta respuesta.

Las vacunas tradicionales suelen contener versiones innocuas de microbios―microbios muertos o debilitados, o partes de microbios―que no causan enfermedad pero que son capaces de estimular una respuesta inmunitaria contra los microbios. Cuando el sistema inmunitario se enfrenta a estas sustancias por medio de las vacunas, él responde a ellas, las elimina del cuerpo y crea una memoria de ellas. Esta memoria inducida por la vacuna permite que el sistema inmunitario reaccione rápidamente para proteger el cuerpo si es infectado por el mismo microbio en el futuro.

Por mucho tiempo se ha reconocido el papel que desempeña el sistema inmunitario en la defensa contra los microbios que causan enfermedades. Los científicos han descubierto también que el sistema inmunitario puede proteger el cuerpo contra las amenazas que representan ciertos tipos de células anormales, enfermas o dañadas, incluso las células cancerosas.

¿Cómo estimulan las vacunas el sistema inmunitario?

Los glóbulos blancos, o leucocitos, desempeñan un papel principal en las respuestas inmunitarias. Estas células realizan muchas tareas necesarias para proteger el cuerpo contra los microbios y las células anormales que causan enfermedades.

Algunos tipos de leucocitos rondan en la circulación y buscan invasores foráneos y células enfermas, dañadas o muertas. Estos glóbulos blancos proporcionan un nivel general, no específico, de protección inmunitaria.

Otros tipos de leucocitos, conocidos como linfocitos, ofrecen protección dirigida contra amenazas específicas, tanto de un microbio específico como de una célula anormal o enferma. Las células B y las células T citotóxicas (asesinas de células) son los grupos más importantes de linfocitos responsables de llevar a cabo las respuestas inmunitarias contra dichas amenazas.

Las células B producen anticuerpos; es decir, proteínas grandes secretadas que se adhieren a los invasores foráneos y a las células anormales, los hacen inactivos y ayudan a destruirlos. Muchas de las vacunas preventivas, incluso las vacunas contra el virus de la hepatitis B (VHB) y contra el virus del papiloma humano (VPH), estimulan la producción de anticuerpos que se adhieren a microbios específicos en los que se apuntan y bloquean su capacidad de causar infección. Las células T citotóxicas, también conocidas como células T asesinas, destruyen las células anormales o infectadas al emitir sustancias químicas tóxicas o al impulsar a esas células a que se destruyan ellas mismas (proceso que se conoce como apoptosis).

Otros tipos de linfocitos y leucocitos tienen funciones de apoyo para asegurar que las células B y los linfocitos T citotóxicos desempeñan efectivamente su trabajo. Estas células de apoyo incluyen a las células T colaboradoras y las células dendríticas, las cuales ayudan a que se activen los linfocitos T citotóxicos y que reconozcan amenazas específicas.

Las vacunas de tratamiento para el cáncer están diseñadas para que funcionen al activar las células B y los linfocitos T citotóxicos y al dirigirlos para que reconozcan y actúen contra tipos específicos de cáncer. Hacen esto al introducir en el cuerpo, casi siempre por inyección, una o varias moléculas llamadas antígenos. Un antígeno es una sustancia que estimula una respuesta inmunitaria específica. Un antígeno puede ser una proteína u otro tipo de molécula que se encuentra en la superficie o en el interior de una célula.

Los microbios son reconocidos por el sistema inmunitario como amenazas potenciales que deben ser destruidas porque transportan antígenos foráneos o “extraños”. Al contrario, las células normales del cuerpo tienen antígenos que las identifican como partes del mismo individuo. Estos antígenos comunican al sistema inmunitario que las células normales no son una amenaza y que debe ignorarlas.

Las células cancerosas pueden llevar en sí antígenos que las identifican como parte del individuo y, al mismo tiempo, antígenos asociados con el cáncer. Estos antígenos asociados con el cáncer marcan las células cancerosas como anormales, o foráneas, y pueden causar que las células B y los linfocitos T citotóxicos emprendan un ataque contra ellas.

Las células cancerosas pueden también producir cantidades mucho más grandes de las que producen las células normales de ciertos antígenos que las identifican como parte del individuo. El sistema inmunitario puede ver abundancia de antígenos del mismo individuo como algo foráneo y, por lo tanto, puede desencadenar una respuesta inmunitaria contra las células cancerosas.

¿Qué son las vacunas contra el cáncer?

Las vacunas contra el cáncer son medicamentos que pertenecen a una clase de sustancias conocidas como modificadores de la respuesta biológica. Los modificadores de la respuesta biológica trabajan al estimular o restaurar la capacidad del sistema inmunitario para combatir las infecciones y enfermedades. Hay dos tipos generales de vacunas contra el cáncer:

Vacunas preventivas (o profilácticas), cuya finalidad es impedir que se forme el cáncer en personas sanas; y

Vacunas de tratamiento (o terapéuticas), cuya finalidad es tratar los cánceres ya existentes al reforzar las defensas naturales del cuerpo contra el cáncer.

Dos tipos de vacunas preventivas están disponibles en los Estados Unidos y una vacuna para el tratamiento del cáncer ha sido puesta a disposición recientemente.

¿Cómo funcionan las vacunas profilácticas?

Las vacunas profilácticas o preventivas se concentran en los gérmenes infecciosos que causan o que contribuyen a que se presente el cáncer . Son semejantes a las vacunas tradicionales que ayudan a prevenir enfermedades infecciosas como el sarampión o la polio al proteger el cuerpo contra las infecciones. Tanto las vacunas profilácticas para el cáncer como las vacunas tradicionales están basadas en los antígenos que llevan los gérmenes infecciosos y que el sistema inmunitario fácilmente reconoce como foráneos.

¿Cómo se diseñan las vacunas de tratamiento para que funcionen?

Las vacunas de tratamiento de cáncer están diseñadas para tratar el cáncer que ya se ha presentado. Se trata de hacer que las vacunas retrasen o detengan el crecimiento de las células cancerosas; que reduzcan el tamaño del tumor; que impidan que regrese el cáncer; o que eliminen las células cancerosas que no se han destruido con otras formas de tratamiento.

La producción de vacunas terapéuticas efectivas contra el cáncer requiere un profundo entendimiento de cómo interactúan las células del sistema inmunitario con las células cancerosas. El sistema inmunitario no suele “ver” las células cancerosas como células peligrosas o foráneas, como lo hace generalmente con los microbios. Por eso, el sistema inmunitario no arma un ataque agresivo contra las células cancerosas.

Varios factores dificultan que el sistema inmunitario se apunte a cánceres que están creciendo para destruirlos. Lo más importante es que las células cancerosas ya llevan antígenos normales del individuo además de los antígenos específicos asociados con el cáncer. Además, las células cancerosas experimentan a veces cambios genéticos que pueden dar como resultado que pierdan los antígenos asociados con el cáncer. Por último, las células cancerosas pueden producir mensajes químicos que suprimen las respuestas inmunitarias contra el cáncer en los linfocitos T citotóxicos. Como consecuencia, aun cuando el sistema inmunitario reconozca un cáncer creciente como una amenaza, es posible que ese cáncer todavía se escape de un ataque agresivo por el sistema inmunitario .

La producción de vacunas efectivas de tratamiento ha resultado mucho más difícil e intrigante que formular vacunas preventivas del cáncer (16). Para ser efectivas, las vacunas de tratamiento del cáncer deben lograr dos objetivos. Primero, como las vacunas tradicionales y las vacunas de prevención del cáncer, las vacunas de tratamiento del cáncer deben estimular respuestas inmunitarias específicas contra el blanco correcto. Segundo, las respuestas inmunitarias deben ser suficientemente poderosas para superar las barreras que las células cancerosas usan para protegerse del ataque de las células B y de las células T citotóxicas o asesinas.

Avances recientes en el entendimiento de cómo las células cancerosas se escapan de ser reconocidas y atacadas por el sistema inmunitario proveen ahora a los investigadores los conocimientos requeridos para diseñar vacunas de tratamiento del cáncer que pueden lograr ambos objetivos.

¿Qué vacunas profilácticas para el cáncer han sido aprobadas en los Estados Unidos?

La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) ha aprobado dos vacunas, Gardasil® y Cervarix®, que protegen contra la infección por dos tipos de virus del papiloma humano (VPH)—los tipos 16 y 18—que causan aproximadamente 70% de todos los casos de cáncer de cuello uterino (cervical o de cérvix) a nivel mundial. Al menos otros 17 tipos de virus del papiloma humano son responsables de 30% de los casos restantes de cáncer de cuello uterino (9). Los tipos 16 y 18 de VPH causan también algunos cánceres de vagina, vulva,ano, pene y orofaringe .

Además, Gardasil protege contra la infección de otros dos tipos de VPH, 6 y 11, los cuales son responsables de casi 90% de todos los casos de verrugas genitales en hombres y mujeres pero no causan cáncer cervical.

 Gardasil, producido por Merck & Company, se basa en los antígenos de VPH que son proteínas. Estas proteínas se usan en el laboratorio para producir cuatro tipos distintos de “partículas similares a virus” (virus-like particles, VLP), que corresponden a los tipos de VPH 6, 11, 16 y 18. Los cuatro tipos de VLP se combinan para hacer la vacuna. Ya que Gardasil se dirige a cuatro tipos de VPH, se dice que es una vacuna “cuadrivalente”. Al contrario de las vacunas tradicionales, las cuales se producen ordinariamente con microbios enteros debilitados, las VLP no son infecciosas. Sin embargo, las VLP en Gardasil todavía pueden estimular la producción de anticuerpos contra los tipos 6, 11, 16 y 18 de VPH.

Cervarix, producida por GlaxoSmithKline, es una vacuna bivalente. Está compuesta por VLP hechas con proteínas de los tipos 16 y 18 de los VPH. Además, hay algunas pruebas iniciales que Cervarix provee protección parcial contra unos cuantos tipos de VPH que pueden causar cáncer. Sin embargo, se necesitarán más estudios para comprender la magnitud y el impacto de este efecto.

Gardasil ha sido aprobado para usarse en mujeres para la prevención del cáncer cervical, y algunos cánceres de vulva y de vagina, causado por los tipos 16 y 18 de los VPH; así como para usarse en hombres y mujeres para la prevención del cáncer de ano y tumores precancerosos de ano causados por estos tipos de VPH. Gardasil ha sido aprobado también para usarse en hombres y mujeres para la prevención de verrugas genitales causadas por los tipos 6 y 11 de los VPH. La vacuna ha sido aprobada para estos usos en hombres y mujeres de 9 a 26 años de edad. Cervarix ha sido aprobado para usarse en mujeres de 9 a 25 años de edad para la prevención de cáncer cervical causado por los tipos 16 y 18 de los VPH.

La FDA ha aprobado también un tipo de vacuna preventiva que protege contra la infección por el virus de hepatitis B (VHB). Una infección crónica por VHB puede resultar en cáncer de hígado. La vacuna original contra el VHB fue aprobada en 1981, por lo que fue la primera vacuna preventiva producida y comercializada con éxito. En la actualidad, la mayoría de los niños en los Estados Unidos son vacunados contra el VHB un poco después de nacer.

¿Cómo se producen las vacunas contra el cáncer?

Todas las vacunas profilácticas aprobadas hasta la fecha por la FDA se producen con el uso de antígenos que provienen de microbios que causan o contribuyen a la formación del cáncer. Estos incluyen los antígenos de VHB y de tipos específicos de los VPH (vea la pregunta 5). Estos antígenos son proteínas que ayudan a que se forme la superficie exterior de los virus. Ya que solo se usa parte de estos microbios, las vacunas resultantes no son infecciosas y, por lo tanto, no pueden causar la enfermedad.

Los investigadores están creando también versiones sintéticas de los antígenos en el laboratorio para usarse en vacunas profilácticas de cáncer. Al hacer esto, suelen modificar la estructura química de los antígenos para estimular respuestas inmunitarias que son más fuertes que las causadas por los antígenos originales.

De manera semejante, las vacunas de tratamiento se producen mediante el uso de antígenos de células cancerosas o de versiones modificadas de ellas. Los antígenos que se han usado hasta la fecha incluyen proteínas, carbohidratos (azúcar), glicoproteínas o glicopéptidos, que son combinaciones de carbohidratos y proteínas; y gangliósidos, que son combinaciones de carbohidratos y lípidos.

Las vacunas de tratamiento del cáncer se están produciendo también mediante el uso de células cancerosas destruidas o debilitadas que contienen un antígeno específico asociado con el cáncer o células inmunitarias que se modifican para que expresen dicho antígeno. Estas células pueden provenir del paciente mismo (lo que se llama vacuna autóloga como lo es el sipuleucel-T) o de otra persona (lo que se llama vacuna alógena).

Otros tipos de vacunas de tratamiento del cáncer se producen mediante el uso de moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN) o del ácido ribonucleico (ARN) que contienen instrucciones genéticas para los antígenos asociados con el cáncer. El ADN o el ARN pueden inyectarse solos en el paciente como una vacuna de “ácido nucleico desnudo” o los investigadores pueden insertar el ADN o ARN en un virus inocuo. Después de que se inyecte el ácido nucleico desnudo o el virus en el cuerpo, el ADN o el ARN es absorbido por las células que empiezan a producir los antígenos asociados con el tumor. Los investigadores esperan que las células produzcan una cantidad suficiente de antígenos asociados con el tumor para estimular una fuerte reacción inmunitaria.

Los científicos han identificado un gran número de antígenos asociados con el cáncer, varios de los cuales se están usando ahora para producir vacunas experimentales de tratamiento del cáncer. Algunos de esos antígenos se encuentran en la superficie o dentro de muchos tipos de células cancerosas o de la mayoría. Otros antígenos son únicos a tipos específicos de cáncer 

Procedimiento

ÚLTIMAS NOTICIAS

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Prueban Vacuna Contra Cáncer de Pancreas

Vacuna Contra Cáncer Cerebral (Glioblastoma) 

En España

En Estados Unidos

BIbliografía

Instituto Nacional del Cancer- De los Institutos Nacionales de Salud E.E.U.U. Hoja Informativa

Bibliografía selecta

Pardoll DM. Cancer immunology. In: Abeloff MD, Armitage JO, Niederhuber JE, Kastan MB, McKenna WG, editors. Abeloff's Clinical Oncology. 4th ed. Philadelphia: Churchill Livingstone, 2008.

Murphy KM, Travers P, Walport M, editors. Janeway's Immunobiology. 7th ed. New York: Garland Science, 2007.

Waldmann TA. Effective cancer therapy through immunomodulation. Annual Review of Medicine 2006;  57:65–81. [PubMed Abstract]

Emens LA. Cancer vaccines: on the threshold of success. Expert Opinion on Emerging Drugs 2008; 13(2):295–308. [PubMed Abstract]

Terapias Antienvejecimiento

En Busca de la Eterna Juventud

Investigadores españoles prueban con éxito la primera terapia para alargar la vida

Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han probado con éxito la primera terapia génica contra el decaimiento del organismo asociado al envejecimiento. Por el momento, la 'terapia antienvejecimiento' ha conseguido, con un solo tratamiento, prolongar la vida de ratones hasta en un 24%.

El trabajo, que publica este miércoles en la revista 'EMBO Molecular Medicine', desarrolla una estrategia nunca antes empleada para combatir el envejecimiento, se trata de un tratamiento efectivo y seguro -en el modelo animal-, que actúa directamente sobre los genes, pero que se aplica a animales adultos, y una única vez.

Liderado por la directora del CNIO, Maria A. Blasco, y Bruno M. Bernardes de Jesús, coautor del trabajo, en colaboración con Eduard Ayuso y Fátima Bosch, del Centro de Biotecnología Animal y Terapia Génica de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), trataron a ratones adultos, de un año de edad; y viejos, de dos años. En ambos casos la terapia génica tuvo un efecto "rejuvenecedor", escriben los autores.

Los ratones que fueron tratados al cumplir el año vivieron, de media, un 24% más; los de dos años, un 13$ más. Así, la terapia consistiría en lograr que las células expresen telomerasa, la enzima que 'ralentiza' el 'reloj biológico'.

En general, la terapia mejoró sensiblemente la salud de los animales, retrasando la aparición de enfermedades asociadas a la edad -como la osteoporosis y la resistencia a la insulina- y mejorando los valores de indicadores de envejecimiento, como la coordinación neuromuscular.

Este trabajo "demuestra que es posible desarrollar una terapia génica antienvejecimiento con telomerasa sin aumentar por ello la incidencia de cáncer", escriben los autores. "Los organismos adultos acumulan daños en el ADN resultado del acortamiento de los telómeros, este trabajo muestra que una terapia génica basada en la producción de telomerasa es capaz de reparar o retrasar este tipo de daño", añaden.

La telomerasa, tratada como un virus

La terapia se basa en tratar al animal con un virus cuyo ADN ha sido modificado, concretamente ha sido sustituido por la enzima telomerasa, uno de los genes más importantes para el envejecimiento. La telomerasa repara los extremos de los cromosomas, los llamados telómeros, y al hacerlo frena el reloj biológico de la célula y por ende del organismo. El virus, al infectar al animal, actúa como un vehículo que deposita el gen de la telomerasa en las células.

Los telómeros son estructuras que protegen los extremos de los cromosomas, pero de forma limitada en el tiempo: con cada división de la célula, los telómeros se acortan, hasta que se reducen demasiado y ya no pueden desempeñar su función. Como resultado, la célula deja de dividirse y envejece, o muere. Esto se evita con la telomerasa, que frena el acortamiento de los telómeros o incluso los reconstruye de nuevo.

El gen de la telomerasa, no obstante, sólo está activo en la mayoría de las células antes del nacimiento; las células del organismo adulto, salvo excepciones, no tienen telomerasa. La excepción son las células madres adultas y las cancerígenas, que se dividen sin límite y son por tanto inmortales. Precisamente, riesgo de promover el desarrollo de tumores siempre había supuesto un obstáculo a la hora de plantear terapias antienvejecimiento basadas en la telomerasa.

Por esta razón, los investigadores destacan que los animales de este ensayo no han desarrollado cáncer. Los investigadores lo atribuyen a que la terapia comienza cuando los animales ya son adultos, y por tanto no tienen tiempo de acumular el número de multiplicaciones aberrantes necesarias para la aparición de tumores.

El virus empleado para llevar el gen de la telomerasa a la células derivan de otros no patógenos en humanos y que no tienen capacidad para replicarse. Por tanto son "muy seguros, ampliamente usados en terapia génica con un gran éxito en el tratamiento de la hemofilia y enfermedades oculares".

Vía al tratamiento de enfermedades

Los investigadores Virgina Boccardi, de la Universidad Segunda de Nápoles, y Utz Herbig, del New Jersey Medical School-University Hospital Cancer Centre, han señalado que este trabajo se considera ante todo una "prueba de concepto de que la terapia génica con el gen de la telomerasa es una estrategia factible y en general segura para prolongar la vida en buenas condiciones de salud y tratar enfermedades relacionadas con presencia de telómeros cortos".

Así, destacan que aunque a corto plazo su aplicación en humanos contra el envejecimiento no es posible, sí podría abrir una nueva vía al tratamiento de enfermedades relacionadas con la presencia en los tejidos de telómeros anómalamente cortos, como algunos casos de fibrosis pulmonar humana.

Del trabajo Blaco destaca que, aunque "el envejecimiento hoy no se considera una enfermedad, cada vez más los investigadores tendemos a verlo como la causa común de enfermedades como la resistencia a la insulina o las cardiovasculares, cuya incidencia aumenta con la edad", por tanto, si se trata el envejecimiento de las células se podrían tratar también las enfermedades.

Por su parte, Bosch señala que el descubrimiento "podría ser imprescindible para una terapia antienvejecimiento, ya que cualquier otra estrategia requeriría de una administración constante del fármaco durante toda la vida del paciente, aumentando el riesgo de efectos adversos".

Nobel De Medicina: Telomerasa

El Premio Nobel de Medicina se lo llevó Elizabeth Blackburn, Carol Greider y Jack Szostak, descubridores de la telomerasa y como ésta les da estabilidad a los cromosomas.

Hace algo más de 10 años, ya se recogían en los libros de Bioquímica y Genética Molecular algunos de sus descubrimientos. La ADN polimerasa, la enzima encargada de hacer las copias de cada cadena de ADN, no puede copiar completamente cada hebra y uno de los extremos de cada “cadena hija” queda en forma de “monohebra” que será degradada. De este modo se produce el acortamiento del cromosoma en cada división celular. Para que no se pierda información del ADN en cada división, en los extremos de los cromosomas existen unas regiones no codificantes – que no aportan información para la síntesis de proteínas – con una secuencia repetida y que confieren estabilidad a los cromosomas, los telómeros. Así, la “vida” de una célula – el número de divisiones que puede sufrir- estaría limitada por la longitud de esas regiones ya que en cada una se perdería un fragmento de éstas. Pero hay estirpes celulares, como los células madre embrionarias o las células tumorales, que pueden dividirse sin que sus telómeros se acorten. Se debe a que estas células expresan la enzima telomerasa (TERT). Se trata de una ribonucleoproteína, es decir, una proteína con una cadena de ARN, que funciona como una transcriptasa reversa, sintetizando ADN usando ese ARN como molde. Entonces no se conocían del todo los mecanismos ni los detalles del proceso pero todo apuntaba a que los telómeros y la telomerasa podrían estar implicados en procesos tan importantes como el cáncer y el envejecimiento.

En estos últimos años, además de ahondar en los mecanismos moleculares implicados en la regulación de la longitud de los telómeros por parte de la telomerasa, los avances más importantes se reflejan en los estudios de su papel en distintas enfermedades.

Parece lógico pensar que si la mayoría de las células de un organismo no se dividen activamente, sus cromosomas no se verán expuestos a la inestabilidad que describían antes, pero ¿qué ocurre con las células tumorales? El 85% de los tumores en humanos presentan una mayor actividad de la enzima telomerasa, lo que permite que sus cromosomas no se acorten y las células cancerosas no “envejezcan”. Así se ha propuesto que elevados niveles de telomerasa correlacionan con un mal pronóstico en cáncer de colon, leucemia linfoide crónica-B, sarcoma de tejidos blandos y neuroblastoma. Estos y otros estudios han dirigido los esfuerzos hacia una terapia, aunque más que para contrarrestar la activación de la telomerasa y el alargamiento de los telómeros, para que el sistema inmune reconozca y ataque a las células que la expresan, mediante la vacunación con péptidos de la telomerasa.

Pero un incremento en la expresión o actividad de la telomerasa no siempre tiene efectos perjudiciales. El posible papel de los telómeros y la telomerasa en el envejecimiento celular y del organismo completo sigue siendo objeto de estudio. Destacar el trabajo realizado en este campo por el grupo de la doctora María A. Blasco (CNIO-Madrid ) publicado en Cell en 2008, en el que describen como la expresión de la telomerasa en ratones resistentes al cáncer retrasa el envejecimiento e incrementa la esperanza de vida. Además el pasado mes de Noviembre se publicó un estudio en el que se describe como variaciones genéticas que conllevan una estabilización de la longitud de los telómeros parece relacionarse con un mejor envejecimiento y una mayor longevidad.

Por último destacar una aportación interesante en el campo de la Neurología. En los últimos años se ha descrito que la telomerasa puede tener un efecto neuroprotector al inhibir la muerte neuronal inducida por el péptido beta-amiloide en un modelo experimental. Un trabajo realizado en humanos ha demostrado que la senescencia de las células de la microglía, asociada a un acortamiento de los telómeros, que tiene lugar durante el envejecimiento, se ve incrementada en presencia de beta-amiloide. Además se ha observado un acortamiento de los telómeros en las células T de pacientes con enfermedad de Alzheimer… En esta línea abierta recientemente queda por demostrar si el acortamiento de los telómeros es un epifenómeno o puede participar de la patogénesis.

Para más Información visite el blog neurobsesion.com