Radioterapia y “minibinders”

La Washington Research Foundation (WRF) ha otorgado una subvención de 387.050 dólares al Dr. Derrick Hicks y a su equipo del Instituto de Diseño de Proteínas (IPD) de la Universidad de Washington para seguir desarrollando una tecnología de radioterapia innovadora. Esta nueva financiación se suma al apoyo anterior por un total de 350.000 dólares proporcionados por la WRF en 2022 y 2023. Las radioterapias, que utilizan radiación para atacar y destruir las células cancerosas, son herramientas vitales en el tratamiento del cáncer. Sin embargo, las radioterapias tradicionales pueden causar daños significativos a las células sanas que rodean los tumores, lo que limita su eficacia y aumenta el riesgo de efectos secundarios. Los anticuerpos radiomarcados (anticuerpos que se adhieren a un átomo radiactivo) han avanzado en la mejora de la precisión de la radioterapia. Al unirse específicamente a las células cancerosas, estos anticuerpos ayudan a minimizar la exposición a la radiación de los tejidos sanos. A pesar de su potencial, los anticuerpos son moléculas grandes, lo que dificulta su penetración en el microambiente tumoral y su alcance eficaz. Además, su circulación prolongada en el cuerpo puede provocar una exposición no deseada a tejidos no objetivo. El Dr. Hicks y sus colaboradores están trabajando para superar estos desafíos mediante el uso de “minibinders”, pequeñas moléculas de proteína diseñadas para una orientación altamente específica. A diferencia de los anticuerpos tradicionales, los minibinders son compactos y están diseñados para unirse firmemente a marcadores tumorales específicos, lo que les permite navegar de manera más eficiente por el microambiente tumoral. Históricamente, el desarrollo de estos minibinders requería importantes experimentos de prueba y error, pero los avances recientes en aprendizaje automático en el IPD han acelerado el proceso, lo que permite una identificación más rápida de candidatos proteicos óptimos. El equipo planea unir átomos radiactivos a minibinders para crear nuevas terapias que puedan dirigirse a las células cancerosas con mayor precisión. Se espera que estos miniaglutinantes sean lo suficientemente pequeños como para penetrar en los tumores y lo suficientemente específicos como para unirse únicamente a las células cancerosas, lo que reduce el potencial de daño a los tejidos sanos. Es importante destacar que los miniaglutinantes pueden diseñarse para que se excreten del cuerpo con el tiempo, lo que minimiza los efectos tóxicos. La colaboración de investigación incluye científicos destacados como el Dr. Gonçalo Bernardes de la Universidad de Cambridge y el Instituto de Medicina Molecular de Lisboa, así como el Dr. Bruno Oliveira del Centro de Ciencias y Tecnologías Nucleares de Lisboa, que ayudará con los aspectos del estudio relacionados con la radiación. La financiación del WRF apoyará la optimización de estos conjugados de átomos radiactivos y miniligantes, con un enfoque en la focalización de las proteínas que se sobreexpresan en los tumores y son cruciales para su supervivencia y propagación. Estos compuestos también se probarán para determinar su potencial para ser utilizados en imágenes de diagnóstico a través de la tomografía por emisión de positrones (PET). La tomografía por emisión de positrones permite realizar exploraciones tridimensionales detalladas del cuerpo utilizando radiotrazadores, lo que ayuda a los médicos a visualizar los tumores. Los investigadores pretenden determinar si sus miniligantes pueden hacer visibles los tumores mediante la PET, lo que permitiría que la tecnología sirva como herramienta tanto diagnóstica como terapéutica. El Dr. Hicks enfatizó que esta financiación ayudará al equipo a acercarse al desarrollo de tratamientos efectivos para pacientes con cánceres agresivos y grandes necesidades médicas no satisfechas. El objetivo del equipo es crear terapias que ataquen y destruyan selectivamente las células cancerosas, sin afectar el tejido sano. La Dra. Meher Antia, directora de programas de subvenciones de la WRF, expresó su confianza en el progreso logrado hasta ahora y en el potencial de esta tecnología. Afirmó que la WRF está entusiasmada por seguir apoyando este prometedor trabajo. La Dra. Hicks prevé que el proyecto se completará en el plazo de un año y está considerando la posibilidad de formar una empresa derivada del IPD para ayudar a comercializar la tecnología y hacerla avanzar hacia los ensayos clínicos.

Comentario de la columnista de SuppBase Alice Winters:

La investigación encabezada por el Dr. Derrick Hicks y su equipo en la Universidad de Washington representa una notable evolución en el campo de la radioterapia, combinando la precisión en la focalización con el potencial de aplicaciones tanto terapéuticas como diagnósticas. Al reemplazar los anticuerpos tradicionales y voluminosos por minibinders más ágiles, el equipo está abordando un desafío clave en el tratamiento del cáncer: la capacidad de atacar y destruir eficazmente las células tumorales mientras se minimiza el daño al tejido sano circundante. Esto podría representar un avance significativo en la reducción de los efectos secundarios comúnmente asociados con la radioterapia. El uso del aprendizaje automático para optimizar el diseño de minibinders es particularmente emocionante. Históricamente, el proceso de diseño de proteínas que puedan unirse selectivamente a las células cancerosas ha sido muy laborioso y lento. Al agilizar este proceso mediante métodos computacionales, el Dr. Hicks y sus colegas están preparados para acelerar el desarrollo de terapias altamente efectivas, reduciendo tanto el costo como el tiempo de comercialización, una ventaja crítica en la carrera por desarrollar nuevos tratamientos contra el cáncer. Además, la idea de minibinders radiomarcados de doble propósito que puedan tratar y diagnosticar el cáncer es intrigante. Si los minibinders se pueden utilizar junto con imágenes PET, esto abriría nuevas posibilidades para el monitoreo en tiempo real de la respuesta del tumor al tratamiento, ofreciendo un nivel de precisión que podría mejorar significativamente los resultados clínicos. La doble función terapéutica-diagnóstica también podría optimizar el flujo de trabajo clínico, haciéndolo más eficiente y potencialmente reduciendo la necesidad de múltiples pruebas de diagnóstico separadas. A pesar de la promesa de esta tecnología, hay algunos desafíos por delante. La seguridad y eficacia a largo plazo de estos minibinders en humanos necesitarán ser probadas rigurosamente, especialmente cuando comiencen a usarse en entornos clínicos. Además, el desarrollo de un proceso de producción viable para estas pequeñas proteínas, que debe ser eficiente y escalable, podría ser un obstáculo considerable. Los minibinders son mucho más pequeños que los anticuerpos, lo que podría presentar nuevas complejidades de fabricación y obstáculos regulatorios, particularmente en términos de garantizar que sean estables y seguros para el uso humano. También será interesante ver cuán rápido avanzan los esfuerzos de comercialización. El plan del Dr. Hicks de crear una empresa a partir del IPD podría ser una decisión inteligente, pero el éxito de esta empresa dependerá en gran medida de asegurar más inversiones y navegar por el proceso a menudo complejo de llevar una tecnología novedosa al mercado. La capacidad del equipo para atraer el apoyo de las partes interesadas, incluidos los inversores y los organismos reguladores, será crucial para determinar cuán rápido esta prometedora terapia llega a los pacientes con cáncer. En resumen, si bien todavía queda mucho por hacer antes de que las terapias basadas en minibinders puedan estar ampliamente disponibles para los pacientes, la combinación de precisión en la focalización, potencial de doble funcionalidad y desarrollo acelerado a través del aprendizaje automático coloca a esta investigación a la vanguardia de los tratamientos innovadores contra el cáncer. Será fascinante ver cómo evolucionan estas tecnologías y qué impacto pueden tener en el tratamiento del cáncer en el futuro cercano.