Un pequeño ajuste puede marcar una gran diferencia. Investigadores de la Universidad Northwestern (EE UU) han demostrado que una mínima variación en la estructura de una vacuna terapéutica puede multiplicar su eficacia contra tumores causados por el virus del papiloma humano (VPH). El hallazgo, publicado en la revista Science Advances, representa un paso clave en la lucha contra estos cánceres, especialmente los de cuello uterino y cabeza y cuello.
La clave está en la estructura
Durante más de una década, el equipo liderado por Chad A. Mirkin, pionero en nanomedicina, ha trabajado en el diseño de vacunas más eficaces a través de lo que denominan «nanomedicina estructural». Esta disciplina estudia cómo la disposición espacial de los componentes de una vacuna afecta a su potencia.
En su nuevo estudio, los científicos comprobaron que modificar la ubicación y orientación de un único péptido dentro de la vacuna bastaba para generar una respuesta inmunitaria mucho más intensa. En modelos preclínicos de cáncer VPH-positivo, los linfocitos T “asesinos” se volvieron ocho veces más activos y lograron reducir significativamente el crecimiento tumoral.
Un cambio diminuto, un resultado potente
Todas las versiones de la vacuna estaban compuestas por los mismos elementos: un núcleo lipídico, ADN inmunoactivador y un fragmento proteico del VPH. La única diferencia estaba en cómo se colocaba ese fragmento anticancerígeno: si se ocultaba dentro de la nanopartícula o se mostraba en su superficie, y en este último caso, desde qué extremo se fijaba.
Los resultados fueron claros. La vacuna que colocaba el péptido en la superficie, anclado por su extremo N-terminal, desencadenó una respuesta inmunitaria muy superior. Según los datos del estudio:
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Los linfocitos T citotóxicos generaron hasta ocho veces más interferón gamma, una proteína clave contra los tumores.
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La capacidad para eliminar células cancerosas se multiplicó por dos o tres en muestras derivadas de pacientes.
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En ratones con cáncer VPH-positivo, el crecimiento tumoral se ralentizó significativamente.
Un nuevo enfoque frente al VPH
Las vacunas actuales contra el VPH están diseñadas para prevenir la infección viral, pero no son eficaces contra el cáncer una vez que ya se ha desarrollado. Aquí es donde entra la investigación de Northwestern. Al diseñar vacunas terapéuticas basadas en nanopartículas de ácido nucleico esférico (SNA), los científicos entrenan al sistema inmunitario para que reconozca y ataque directamente las células tumorales que ya están presentes en el organismo.
“El rendimiento de una vacuna no depende solo de sus componentes, sino también de cómo están organizados”, afirma Chad A. Mirkin. Para él, esto abre un nuevo campo de posibilidades: “La promesa de la nanomedicina estructural reside en poder identificar las configuraciones que ofrecen la mayor eficacia y la menor toxicidad. En otras palabras, podemos desarrollar mejores medicamentos desde cero”.
¿Qué es la nanomedicina estructural?
Este concepto, también impulsado por Mirkin, se basa en diseñar vacunas con una arquitectura precisa, en lugar de mezclar componentes al azar. El científico lo compara con un enfoque tradicional que denomina «blender» (batidora), en el que se combinan antígenos y adyuvantes sin control sobre su disposición.
“Las vacunas contra la COVID-19 son un excelente ejemplo: no hay dos partículas iguales. Si bien son útiles, podemos mejorar”, explica Mirkin. Según el investigador, estructurar adecuadamente los componentes de una vacuna reduce la toxicidad y aumenta la eficacia, incluso si los ingredientes son los mismos.
Hacia vacunas personalizadas y más rápidas
El equipo de Northwestern ha probado este enfoque en otros tipos de cáncer, como melanoma, mama, colon o próstata, con buenos resultados en fase preclínica. De hecho, siete fármacos basados en SNA ya se están evaluando en ensayos clínicos en humanos.
Además, más de 1.000 productos comerciales ya utilizan estas nanopartículas diseñadas con precisión.
Uno de los próximos pasos será revisar vacunas antiguas que fracasaron en ensayos, para analizar si su eficacia puede mejorar simplemente reestructurando sus componentes. Esta posibilidad aceleraría el desarrollo terapéutico y reduciría costes, al evitar empezar desde cero.
El futuro: inteligencia artificial y vacunas a medida
Mirkin cree que la inteligencia artificial jugará un papel decisivo en el desarrollo de futuras vacunas. “Los algoritmos de aprendizaje automático podrían analizar rápidamente combinaciones casi infinitas para identificar las más eficaces”, señala.
De este modo, se podrían diseñar vacunas personalizadas, optimizadas y con menor margen de error, gracias al análisis estructural automatizado. Una herramienta poderosa en la carrera contra el cáncer.
