Virus contra los tumores

En lo más recóndito de nuestro cuerpo, una célula empieza a multiplicarse sin control. Nada parece detenerla. El gen p53 —que regula la proliferación celular— dejó de funcionar debido a una mutación. Una masa inquebrantable de células anormales empieza a formarse. Aparece un tumor. Nuestro sistema inmune no lo reconoce como una amenaza. Algunas de las células malignas escapan hacia el torrente sanguíneo, colonizando nuevos tejidos. Se ha iniciado la metástasis. 

Los tumores tienen sus propios vasos sanguíneos que los alimentan y proveen de oxígeno. A medida que crecen, destruyen los tejidos circundantes afectando el funcionamiento de los órganos vecinos. Recién en ese momento las personas sienten que algo anda mal. Aparecen unos extraños dolores o molestias en el cuerpo que muchas veces no se les da mayor importancia. Grave error. Con el tiempo los dolores se hacen cada vez más fuertes. Ningún medicamento parece aliviarlos. Recién se programa la visita al médico quien ordena unas radiografías y tomografías. Una semana después, unos pequeños puntos luminosos resaltan sobre la placa fotográfica. ¡Están diseminados por nuestro cuerpo!

—Siento informarle que usted tiene cáncer en una etapa muy avanzada —dice el médico—. Los tumores se han diseminado por el cuerpo. Tal vez la quimioterapia le de algunos meses más de vida.

Quimioterapia. Fuente: Wikimedia Commons.

Los fármacos empleados en la quimioterapia atacan principalmente a las células que se multiplican rápidamente. Esta es una característica típica de las células cancerosas, pero también de las células del tejido intestinal, las del cabello y la sangre. Ellas también son víctimas inocentes de esta guerra química. Los efectos secundarios varían entre un paciente y otro, aunque el común denominador es la pérdida de cabello, peso y apetito, los vómitos y el cansancio.

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Esta pandemia nos ha mostrado que los virus pueden ser nuestros peores enemigos. No solo causan la muerte de personas inocentes, sino también afectan la economía de los países, generan inestabilidad política y social, y otros problemas que tardarán varios años en solucionarse.

Los virus suelen ser muy específicos a la hora de actuar. No infectan cualquier célula sino que dependen de las señales químicas que estén presentes en su superficie. Una vez que reconocen su objetivo, el material genético del virus (ADN o ARN) entra en la célula. Puede integrarse al genoma del huésped y permanecer latente por varias generaciones. Cuando se activa, utiliza las propias moléculas de su anfitrión para multiplicarse. Las células se convierten en fábricas de virus, los cuales se acumulan hasta que la membrana celular no soporta la presión y explota. La peligrosa carga se libera y los nuevos virus infectan otras células. Así se reinicia todo el ciclo.

Los científicos estiman que entre el 65% y 70% de las células cancerosas son insensibles a las respuestas mediadas por los interferones, unas moléculas producidas por nuestro sistema inmunológico que interfieren con la infección y replicación de los virus. Se sabe que los interferones no permiten el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos (inhiben la angiogénesis), detienen el ciclo celular y activan la muerte celular programada (apoptosis); cosas que las células cancerosas tratan de evitar a toda costa. Por esta razón, los cambios fisiológicos y metabólicos que se producen en los tumores favorecen la infección y replicación de los virus.

Si consideramos que existen virus que pueden presentar una afinidad innata por las células cancerosas (llamados virus oncolíticos); uno de nuestros peores enemigos naturales podrían convertirse en nuestros mejores aliados en la lucha contra el cáncer.

Microfotografía del virus del herpes. Fuente: Wikimedia Commons.

Infección de tumores

Algunos tipos de tumores sólidos producen grandes cantidades de una molécula llamada Necl-5, que es reconocida por un tipo de poliovirus. En 2011, un grupo de investigadores del Centro Médico de la Universidad de Duke demostraron que un poliovirus genéticamente modificado llamado PVSRIPO podía acabar con los glioblastomas (un tipo de tumor cerebral) en el laboratorio. Entre 2012 y 2017 se probó en seres humanos y demostró aumentar la tasa de supervivencia de los pacientes.

En 2014, una mujer se curó de un cáncer incurable usando una megadosis de un virus del sarampión genéticamente modificado. Este virus tiene una fuerte afinidad por una molécula llamada CD46 que se expresa en grandes cantidades en los mielomas múltiples (un tipo de cáncer de médula ósea).

Para entender cómo funciona este mecanismo, imaginemos a CD46 y Necl-5 como si fueran cerraduras presentes en las “puertas de acceso” a las células cancerosas. Los virus codifican en su genoma una única "llave" que se expresa en su superficie (como la proteína "Spike" del coronavirus). Por ello, deben buscar la puerta adecuada que podrían abrir. El poliovirus tiene la llave para la puerta Necl-5 y el virus del sarampión para la puerta CD46. Una vez que ingresan (infectan) a las células cancerosas, hacen lo que mejor saben hacer: secuestrar a la célula y convertirla en una fábrica de virus. Y gracias a la ingeniería genética, los científicos pueden otorgarles otras "llaves" para que puedan ingresar a otros tipos de células cancerosas.

Virus del Herpes 6 ingresando a una célula a través del reconocimiento del antígeno CD46. Similar a lo que hace el virus del sarampión. Fuente: Tang & Mori, 2010.

¿Cómo evitar que los virus afecten células sanas?

Los virus oncolíticos diseñados para invadir tumores también podrían infectar células sanas, ya que estas producen —aunque en menores cantidades— las cerraduras para las llaves que poseen los virus.

Una estrategia empleada por las células para evitar que los virus proliferen dentro de ellas es apagar la maquinaria responsable de producir las proteínas virales: los ribosomas. Usan una molécula llamada PKR para inactivar el factor de iniciación de la traducción eIF2 y así los ribosomas dejen de funcionar. Algunos virus como el HSV-1 son capaces de bloquear la acción de PKR para que la traducción de proteínas no se detenga.

Sin embargo, las células cancerosas también necesitan que los ribosomas trabajen al 100% para producir todas las proteínas necesarias para formar los tumores, por lo que buscan diferentes mecanismos para mantener activo y en grandes cantidades el eIF2. Una de ellas es bloqueando la acción de una molécula similar a PKR llamada TOR kinasa.

Se pueden diseñar virus oncolíticos incapaces de bloquear la PKR. De esta manera, cuando infecten una célula cancerosa no tendrán problemas para replicarse porque la producción de proteínas no se habrá detenido. Sin embargo, cuando infecten una célula sana no podrán hacerlo porque no tendrán la forma de activar la eIF2 para que los ribosomas funcionen adecuadamente.

El siguiente gráfico muestra seis mecanismos clave que usan las células tumorales que podrían ser usadas como blanco por los virus oncolíticos:

Virus oncolíticos diseñados para crecer en el nicho de los tumores. Fuente: Ilkow, et al., 2014

Los virus pueden ser nuestros mejores aliados para atacar diversos tipos de tumores. Cada virus tiene su particularidad y es específico para un determinado tipo de células. Mediante el uso de la ingeniería genética los podemos volver más específicos hacia las células cancerosas y menos virulentos o inocuos para las células sanas. De esta manera, se reducen los riesgos de infección o efectos secundarios no deseados.

Referencia:

Ilkow CS, Swift SL, Bell JC, Diallo J-S (2014) From Scourge to Cure: Tumour-Selective Viral Pathogenesis as a New Strategy against Cancer. PLoS Pathog 10(1): e1003836. doi: 10.1371/journal.ppat.1003836

Artículo publicado originalmente el 21 de mayo de 2014 en Expresión Genética del diario El Comercio.