El sistema inmunológico del cuerpo a menudo se asemeja a un ejército, y las vacunas a los ejercicios de entrenamiento que crean defensas contra los patógenos. Al exponer al sistema inmunitario a formas inactivas de un virus o de una bacteria, una vacuna entrena a los anticuerpos para que luchen contra un patógeno verdadero en el caso de una invasión. Sin embargo, si bien las vacunas preparan a los anticuerpos para que identifiquen a un atacante, a menudo no aportan instrucciones específicas sobre cómo lograr vencerlo. Algunos anticuerpos pueden atacar con éxito un punto débil del patógeno, mientras que otros pueden pasarlo completamente por alto. Esa es parte de la razón por la que normalmente toma varias semanas o meses para que algunas vacunas puedan crear una respuesta inmunitaria eficaz.

Ahora los investigadores del Scripps Research Institue han desarrollado elementos químicos preprogramados que se unen a los anticuerpos y les digan cómo reconocer la parte de un patógeno, conocido como su epitopo. En los experimentos, el equipo descubrió que los productos químicos provocaban una respuesta inmune terapéutica que inhibía el crecimiento de dos tipos de tumores en ratones. Los investigadores publicaron sus descubrimientos en el último número de Proceedings of the National Academies of Science.

"Usamos un método basado en la química, que no induciría a los anticuerpos que pudieran desperdiciarse", comenta Carlos Barbas, un profesor de biología molecular e investigador principal del artículo. "(Este método) podría centrarse en una respuesta inmune sobre los epitopos funcionales del patógeno, ya sea cáncer o un virus".

La vacuna del grupo, basada en la química, puede resolver una serie de problemas con algunas de las actuales vacunas, tanto en la clínica y como en el laboratorio. Hoy sólo existen dos vacunas patentadas contra el cáncer aprobadas por la FDA: una que tiene como objetivo la hepatitis B, asociada con el cáncer de hígado, y la otro para el virus del papiloma humano (VPH), que conduce a cáncer cervical. Para ambas vacunas, los pacientes deben someterse a múltiples inmunizaciones para elaborar una defensa eficaz a través del tiempo. No hay vacunas terapéuticas patentadas que traten directamente los cánceres existentes, y los investigadores han tenido dificultades para capacitar a los anticuerpos para que ataquen a las células cancerosas, ya que se originan en el cuerpo y generalmente no son consideradas por el sistema inmune como algo extraño.

Sin embargo, en los últimos años, los investigadores han identificado marcadores de superficie celular exclusivas a las células cancerosas. Estas son moléculas llamadas adyuvantes que se unen a esos marcadores y que engañan al sistema inmunológico para que reconozca y ataque a los tumores. Los adyuvantes se utilizan actualmente en las clínicas, pero algunos vienen con efectos secundarios no deseados, por ejemplo, dolor, fiebre y artritis. Los científicos están buscando formas de manipular genéticamente a los anticuerpos monoclonales, (creados a partir de una única línea celular) para que reconozcan a los marcadores de tumores y ataquen al cáncer. Pero estos métodos son pesados y Barbas asegura que el método basado en la química puede proporcionar una alternativa más económica y más rápida.

Barbas y su equipo desarrollaron una estrategia química de dos etapas que primero pone a los anticuerpos en estado de alerta y depsués les da instrucciones de qué objetivos destruir. En la primera etapa, Barbas ha diseñado un producto químico que, una vez que se inyecta, permite a los anticuerpos formar enlaces covalentes.  Normalmente, los anticuerpos no pueden formar este tipo de enlaces. La segunda etapa implica inyectar una pequeña molécula de adaptación de dos partes: una que se enlaza en forma covalente con los anticuerpos y otra que se une con un epitopo específico (o marcador de cáncer). Cuando se inyecta, esta molécula de adaptación se une a los anticuerpos y, a continuación, busca y se enlaza a un epitopo específico del objetivo. El método es esencialmente como entregarle un radiolocalizador a los anticuerpos y ponerlos en alerta. Se quedan esperando la "llamada", con forma de molécula de adaptación que, una vez que se conecta, los conduce instantáneamente al punto débil del objetivo, donde el anticuerpo puede atacar y desactivar el agente patógeno.

En sus experimentos, Barbas y sus colegas implantaron tumores de cáncer de colon y melanoma en los flancos de ratones y vieron como crecían a través del tiempo. Después, inyectaron a los ratones con una sustancia química que "preparaba" a los anticuerpos, antes de inyectarlos nuevamente con las moléculas de adaptación que los enlazan a los integrinos, (proteínas de superficie que se encuentran en cada tipo de tumor). Los investigadores midieron el volumen de los tumores hasta un mes después de la inyección, después los extirparon y pesaron. Encontraron que aquellos tratados con la vacuna en dos etapas eran significativamente menores que los extirpados a los animales a los que se les había inyectado únicamente las moléculas de adaptación, o con un una vacuna adyuvante de uso común. "Las moléculas que utilizamos también pueden enlazarse con receptores humanos", destaca Barbas. "Esto podría trasladarse directamente a los seres humanos", añade.

Según Barbas, podría adaptarse el método de la nueva vacuna a otros cánceres y a otras enfermedades. Los investigadores tendrían que identificar primero marcadores moleculares específicos para cada enfermedad y, luego, diseñar moléculas de adaptación que hagan que los anticuerpos se enlacen a dichos marcadores.

"Los desafíos están apareciendo ahhora con estas moléculas que buscan objetivos", añade Barbas. "Sin duda, hay mucho material escrito que se puede utilizar, pero lo más fascinante que estamos buscando no existe todavía. Recientemente descubrimos que existe un epitopo de la gripe que se constató que está muy conservado, y nos gustaría  diseñar una molécula pequeña que se enlace a ese epitopo y que se enlace a un anticuerpo. También nos gustaría hacer lo mismo con el VIH", sentencia.

Howard Kaufman, director del Mount Sinai Melanoma and Sarcoma Program, estudia los mecanismos inmunoinhibidores del cáncer, en particular en el melanoma, y está comenzando la fase I de ensayos clínicos para probar una vacuna contra el melanoma. Kaufman asegura que la vacuna de la técnica de Barbas representa una forma nueva de tratar el cáncer y otras enfermedades. "Como método, es atractivo", comenta Kaufman. "Es una manera de obtener inmunización instantánea como opuesto a la espera de cinética para desarrollar respuestas de las células T."

Kaufman también destaca que hay que trabajar más para descubrir si la técnica podría funcionar en seres humanos. "No queda claro si esto se puede proyectar a largo plazo, y sería interesante tratar de darle de alta a los ratones que rechazaron tumores a los que les apareció otro tumor más tarde, para ver si todavía están protegidos", acota. "Eso sería más importante para el caso de los humanos".