Los investigadores del Children’s Hospital Los Angeles han recibido una subvención K08 de casi $1 millón de los Institutos Nacionales de Salud (NIH); así como fondos del Departamento de Defensa de EE. UU. para apoyar estudios sobre el glioma pontino intrínseco difuso (DIPG), un tumor cerebral infantil con una tasa de supervivencia del 0%.
Los estudios, dirigidos por el neurocirujano pediátrico Peter Chiarelli, MD, DPhil, y el científico principal Meenakshi Upreti, PhD, en la División de Neurocirugía; están investigando una forma novedosa de mejorar la radioterapia contra DIPG, así como también cómo abordar el cáncer de manera más específica desde un punto de vista molecular.
Los tumores DIPG son muy agresivos y crecen “por invasión”, entrelazados con las células normales del tronco encefálico crítico. Esto los hace imposibles de extirpar quirúrgicamente.
Dado que la cirugía no puede hacer mella en esta devastadora enfermedad, nuestro laboratorio está combinando técnicas de ciencia de materiales, química, biología molecular y genética para encontrar formas innovadoras de tratar estos tumores”.
Dr. Peter Chiarelli, MD, DPhil, neurocirujano pediátrico
La subvención de cinco años del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de los NIH apoyará los estudios del equipo sobre el uso de nanopartículas para impulsar-; y potencialmente transformar-; la eficacia de la radioterapia.
La radioterapia es actualmente el estándar de atención para DIPG y el único tratamiento que ha demostrado prolongar la supervivencia de estos niños. Pero si bien puede reducir los tumores temporalmente, no es suficiente para eliminarlos.
Para mejorar estos resultados, el Dr. Chiarelli y el Dr. Upreti están estudiando nuevas nanopartículas -1.000 veces más pequeñas que la célula humana promedio-; en modelos preclínicos de DIPG. Las nanopartículas están diseñadas para encontrar tumores basándose en un marcador específico que las células cancerosas tienen en su superficie.
Aunque las nanopartículas se han estudiado principalmente en medicina como una forma de administrar medicamentos a objetivos específicos, los investigadores están adoptando un enfoque único. Han desarrollado nanopartículas formadas por grupos de diferentes átomos metálicos en su núcleo, rodeados por una cubierta de polímero biocompatible.
El equipo está probando diferentes formas de estas nanopartículas, así como agentes dirigidos, para ver si pueden entregar con éxito materiales funcionales en las células tumorales DIPG. La idea es que los materiales específicos mejoren la potencia y disminuyan el riesgo asociado con la radiación estándar. El objetivo es intensificar los efectos terapéuticos sólo dentro de las células tumorales-; mientras protege las células sanas normales de la radiación.
“Este sería un cambio de paradigma en la terapia si pudiéramos usar materiales dirigidos para permitir que esta radiación de alto impacto seleccione solo células tumorales”, explica el Dr. Chiarelli. “Eso podría hacer que la radioterapia sea más poderosa pero también más segura al mismo tiempo”.
El equipo también se enfoca en comprender el microambiente crítico donde residen los tumores DIPG. Los investigadores han desarrollado modelos miniaturizados de los tumores-; llamados análogos de tejido tumoral-; que simulan este microambiente.
“Hemos hecho estos análogos de tejido tumoral en muchas formulaciones diferentes”, dice el Dr. Chiarelli. “Lo que hemos encontrado es que producen un microambiente radicalmente diferente al que se forma a partir de células tumorales estándar en un plato. Este es un modelo mucho más realista”.
Los investigadores finalmente incorporarán una plataforma de cultivo de microfluidos 3D que captura fielmente las características del microambiente DIPG. Este sistema de cultivo 3D les permitirá monitorear el crecimiento de los tumores en tiempo real y ver cómo ese microambiente les ayuda a sobrevivir.
Su innovador proyecto ha recibido recientemente el apoyo del Concept Award del Programa de Investigación de Cánceres Raros del Departamento de Defensa de EE. UU., así como de fundaciones privadas.
“La idea es utilizar estos análogos de tejido tumoral en esta plataforma de alto rendimiento, en la que podríamos examinar cientos de fármacos y enfoques de tratamiento diferentes, todo al mismo tiempo”, explica. “En particular, queremos probar tratamientos más nuevos, como terapias dirigidas, inmunoterapias y terapias con vectores virales”.
El objetivo final de la Dra. Chiarelli y la Dra. Upreti es traducir sus hallazgos en ensayos clínicos para pacientes en los próximos cinco años.
“Esta es una enfermedad que surge en niños por lo demás sanos, generalmente entre las edades de 5 y 9 años”, dice. “Es devastador para las familias, y existe una gran necesidad de nuevas terapias y enfoques”.
Agrega que el laboratorio se ha beneficiado de una sólida colaboración con el mentor senior Rex Moates, PhD, en CHLA. ¿Otra clave del éxito? Apoyo filantrópico de familias cuyos hijos han sido tratados por el Dr. Chiarelli.
“Su generosidad ha proporcionado un puente vital y una financiación inicial que continúa ayudando a impulsar nuestros estudios al siguiente nivel y asegurar la financiación federal”, dice la Dra. Chiarelli. “Estamos extremadamente agradecidos por su apoyo y compromiso para mejorar la vida de los niños con este cáncer”.
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