ARIOSTO SILVA / MOFFITT CANCER CENTER
Ambiente tumoral: células sanas (en verde) protegen a las células tumorales (en rojo)ARIOSTO SILVA / MOFFITT CANCER CENTEREn uno de los principales centros de investigación del cáncer de Estados Unidos, el Moffitt Cancer Center, en Florida, un brasileño graduado en ingeniería en computación está avanzando en un test que, por medio de imágenes procesadas en computadora, evalúa la sensibilidad de las células tumorales frente a los medicamentos antes del inicio del tratamiento. Si el trabajo resulta como se espera, ese abordaje podrá ir más allá de los test disponibles hoy día, que ayudan a seleccionar los quimioterapéuticos más eficientes, como así también predecir si el cáncer podría reaparecer, y cuándo.
“En la actualidad, los test equivalentes disponibles tan sólo permiten saber si las células tumorales son sensibles o resistentes a los medicamentos”, dice Ariosto Silva, responsable de la concepción y desarrollo del test, cuyos resultados preliminares fueron presentados durante el mes de enero en un artículo publicado en la revista Cancer Research. “En caso de que funcione tal como se espera, el nuevo test representará un paso importante hacia la concredción de tratamientos personalizados contra el cáncer”.
El test aún se encuentra en fase de adaptación. El día 27 de enero, Silva recibió en su laboratorio un pequeño tubo de vidrio con células de un tipo de cáncer hematológico denominado mieloma múltiple, que aparece con mayor frecuencia en individuos mayores de 60 años. Se trataba de otra muestra de células tumorales extraídas de la médula ósea que él pretendía someter al test en el que trabaja desde hace tres años. Al día siguiente, se acondicionó a las células del mieloma en compartimientos de una cubeta de plástico montada sobre una lámina de vidrio. Allí, las células enfermas quedaban en contacto con células sanas del mismo paciente, sumergidas en una solución de nutrientes de la sangre: esa combinación intenta reproducir en laboratorio el medio en el que se encuentran las células tumorales en el interior de los huesos, donde se reproducen.
A continuación, Silva y su equipo agregaron en cada compartimiento diferentes dosis de seis medicamentos que combaten el mieloma, además de combinaciones de esos mismos compuestos antitumorales. Durante los cinco días siguientes analizaron, mediante fotografías captadas cada cinco minutos con la ayuda de un microscopio, el ritmo de muerte celular. En conjunto con su equipo, Silva desarrolló un software que identifica y cuenta automáticamente las células muertas y las sobrevivientes y, con base en esa información, calcula el riesgo de reincidencia del cáncer luego del tratamiento con la medicación más adecuada.
Vecindad protectora
En los experimentos iniciales, los científicos utilizaron células tumorales y sanas provenientes de pacientes con mieloma para evaluar el desempeño de dos compuestos ‒bortezomib y melphalan‒ que se usan para intentar reducir el avance de ese cáncer, aún sin cura. Constataron que, en compañía de las células sanas del tejido (estroma), que suministran el soporte físico y nutrientes, las células del mieloma se mostraron más resistentes a los medicamentos. En contacto con el estroma, más de la mitad de las células tumorales continuaban vivas al día siguiente del tratamiento con melphalan; pero, al estar aisladas, casi todas mueren en poco más de 12 horas, dependiendo de la concentración del quimioterapéutico. El efecto del melphalan se restituyó cuando los investigadores le agregaron bortezomib al medio que contenía las células sanas y tumorales.
“Al reconstituir el ambiente tumoral, logramos llevar a cabo un análisis más realista de la respuesta al tratamiento”, comenta Silva. Ocurre que en el interior de los huesos, los plasmocitos ‒las células que originan el mieloma‒ no se encuentran solos. Viven adheridos a células del estroma, con las cuales intercambian información química permanentemente. “El ambiente de la médula protege a las células tumorales”, dice. “Durante el tratamiento, las células del mieloma migran en el interior de la médula ósea hacia regiones cada vez más protectoras”.
Con su título de ingeniero en computación otorgado por el Instituto Tecnológico de Aeronáutica, Silva se especializó en biología molecular durante su doctorado en la Universidad de Campinas (Unicamp) y en el Centro Infantil Boldrini, que atiende a niños con cáncer. En 2008 se mudó con su familia para trabajar en el Moffitt Center, en la ciudad de Tampa, Florida (EE.UU.), junto al oncólogo y matemático Robert Gatenby. Autor de un enfoque propio sobre la evolución de las células tumorales, Gatenby, al igual que otros líderes del centro, pugnaba por un abordaje amplio y multidisciplinario, que incluyera a matemáticos, físicos y expertos en computación, trabajando junto a biólogos y oncólogos, para una comprensión del cáncer como un sistema complejo y dinámico, en lugar de concentrarse solamente en las células enfermas, que, como puede verse ahora, constituyen tan sólo uno de los componentes de ese ambiente (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 162, agosto de 2009).
Silva y su equipo pretenden utilizar el nuevo test para estudiar cómo evolucionan el ambiente tumoral y la localización del cáncer durante el tratamiento. Su estrategia no se basa en compuestos que atacan tanto a las células tumorales como las sanas: un programa de computadora toma fotografías en forma automática y luego las analiza, reconociendo las células que se encuentran vivas porque pulsan, como si respiraran. De esa manera se puede identificar con mayor facilidad el efecto de los quimioterapéuticos y estudiar a las células por hasta cinco días, un lapso al que se considera bastante extenso. Los test comerciales utilizan compuestos que marcan a las células, pero también las dañan y pueden matarlas, dificultando saber si murieron a causa del tratamiento o por la técnica de medición utilizada en el test.
Riesgo de recidiva
Como el nuevo test permite observar célula por célula, Silva y su equipo lograron verificar la sensibilidad de las células ante diferentes concentraciones de medicamentos y medir el tamaño de la población resistente a lo largo del tiempo. A su juicio, eso posibilita una reconstrucción de la trayectoria de reducción del tumor y también estimar cuándo puede retomar su crecimiento. “Estamos intentando personalizar el tratamiento y realizando simultáneamente un seguimiento personalizado sobre cómo evoluciona el tumor”, relata Silva.
Esa estrategia ya fue utilizada en forma experimental en el Moffitt Cancer Center, para verificar si lo que los investigadores observaron en laboratorio, también ocurría en la práctica clínica. Y los resultados iniciales parecen ser favorables. “Hemos estudiado a algunos pacientes durante un año y comprobamos que existe una correlación entre la sensibilidad y la resistencia verificadas en los test in vitro y las mediciones in vivo. Ahora necesitamos validar el método probándolo con otras 40 ó 50 personas”, dice Silva, quien contempla la aplicación de ese test para evaluar otros tipos de cáncer hematológicos, tales como el linfoma y la leucemia, en colaboración con investigadores de Brasil. Y considera que no resultará difícil validar el método si logra trabajar en forma conjunta con otros centros. Además, añade, los programas de computadora que se emplean en los test son de uso libre y, por lo tanto, cualquier laboratorio de biología molecular podría repetir los experimentos.
“Debido a la naturaleza del test, se podrían testear in vitro varios esquemas terapéuticos antes de exponer al paciente a tratamientos que, eventualmente, podrían ser menos eficaces”, sostiene Roger Chammas, docente de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo y coordinador del laboratorio de investigación traslacional del Instituto del Cáncer del Estado de São Paulo, quien colabora con Silva y Gatenby. “En la forma en que se lo propuso, el modelo parece más adecuado para los tumores hematológicos, como en el caso del propio mieloma. No obstante, ese modelo permitirá adaptar en el futuro variables experimentales que simulen las condiciones presentes en tumores sólidos. En la medida en que se tenga éxito en ello, tales estrategias estarán disponibles para la práctica clínica. En mi opinión, ese trabajo representa un ejemplo bastante interesante de un avance en esa dirección”, dice Chammas.
Gatenby es optimista. “Pienso que esa estrategia puede derivar rápidamente en ensayos clínicos más amplios, porque Silva realizó realmente un gran trabajo en compañía de oncólogos clínicos, siempre enfocados en las aplicaciones médicas”, le manifestó a Pesquisa FAPESP. “Estoy seguro de que ese tipo de abordaje no sólo es necesario, sino que es el único modo mediante el cual lograremos progresar en cuanto al control del cáncer”.
Artículo científico
KHIN, Z. P. et al. A preclinical assay for chemosensitivity in multiple myeloma. Cancer Research. v. 74, n.1. 1º ene. 2014.
