Una de las enfermedades más devastadoras que puede enfrentar un ser humano son los tumores cerebrales. No solo por la dificultad que conlleva combatir cualquier tipo de cáncer, sino por la zona que está afectada, ya que el cerebro es el órgano más delicado y más importante en el funcionamiento de nuestro organismo. Es por esto que una de las prioridades de la medicina enfocada en el cerebro ha sido desarrollar nuevos tratamientos que puedan combatir de tú a tú el cáncer, algo que no ha podido lograrse durante las últimas décadas.
Pero finalmente hay buenas noticias en esta lucha ya que un estudio pionero de la Universidad de Tel Aviv erradicó eficazmente el glioblastoma, un tipo de cáncer cerebral altamente letal. Los investigadores lograron el resultado utilizando un método que desarrollaron basándose en su descubrimiento de dos mecanismos críticos en el cerebro que favorecen el crecimiento y la supervivencia de los tumores: uno protege a las células cancerosas del sistema inmunitario, mientras que el otro suministra la energía necesaria para el rápido crecimiento del tumor.
El trabajo descubrió que ambos mecanismos están controlados por unas células cerebrales llamadas astrocitos, y en su ausencia, las células tumorales mueren y son eliminadas. El estudio fue dirigido por la estudiante de doctorado Rita Perelroizen, bajo la supervisión del Dr. Lior Mayo de la Escuela Shmunis de Biomedicina e Investigación del Cáncer y la Escuela Sagol de Neurociencia, en colaboración con el profesor Eytan Ruppin de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE.UU.
El estudio se publicó en la revista Brain y fue destacado con un comentario especial. Los investigadores explican: "El glioblastoma es un cáncer cerebral extremadamente agresivo e invasivo, para el que no existe ningún tratamiento eficaz conocido. Las células tumorales son muy resistentes a todas las terapias conocidas y, por desgracia, la esperanza de vida de los pacientes no ha aumentado significativamente en los últimos 50 años". "Nuestros hallazgos proporcionan una base prometedora para el desarrollo de medicamentos eficaces para tratar el glioblastoma y otros tipos de tumores cerebrales".
El Dr. Mayo afirma: "Aquí abordamos el reto del glioblastoma desde un nuevo ángulo. En lugar de centrarnos en el tumor, nos centramos en su microambiente de apoyo, es decir, el tejido que rodea a las células tumorales. En concreto, estudiamos los astrocitos, una importante clase de células cerebrales que favorecen el funcionamiento normal del cerebro, descubiertas hace unos 200 años y denominadas así por su forma de estrella.
"En la última década, nuestras investigaciones y las de otros investigadores revelaron otras funciones de los astrocitos que alivian o agravan diversas enfermedades cerebrales. Al microscopio descubrimos que los astrocitos activados rodeaban los tumores de glioblastoma. A partir de esta observación, nos propusimos investigar el papel de los astrocitos en el crecimiento de los tumores de glioblastoma".
Utilizando un modelo animal, en el que podían eliminar los astrocitos activos alrededor del tumor, los investigadores descubrieron que, en presencia de astrocitos, el cáncer mataba a todos los animales con tumores de glioblastoma en 4-5 semanas.
Aplicando un método único para erradicar específicamente los astrocitos cercanos al tumor, observaron un resultado espectacular: el cáncer desapareció en pocos días y todos los animales tratados sobrevivieron. Además, incluso después de interrumpir el tratamiento, la mayoría de los animales sobrevivieron.
El Dr. Mayo afirma: "En ausencia de astrocitos, el tumor desapareció rápidamente y, en la mayoría de los casos, no hubo recaída, lo que indica que los astrocitos son esenciales para la progresión y la supervivencia del tumor. Por tanto, investigamos los mecanismos subyacentes: ¿Cómo se transforman los astrocitos de células que apoyan la actividad cerebral normal en células que apoyan el crecimiento de tumores malignos?"
Para responder a estas preguntas, los investigadores compararon la expresión genética de astrocitos aislados de cerebros sanos y de tumores de glioblastoma. Encontraron dos diferencias principales, identificando así los cambios que sufren los astrocitos cuando se exponen al glioblastoma. El primer cambio se produjo en la respuesta inmunitaria al glioblastoma.
"La masa tumoral incluye hasta un 40% de células inmunitarias, principalmente macrófagos reclutados de la sangre o del propio cerebro. Además, los astrocitos pueden enviar señales que convocan a las células inmunitarias a lugares del cerebro que necesitan protección.
"En este estudio, descubrimos que los astrocitos siguen cumpliendo esta función en presencia de tumores de glioblastoma. Sin embargo, una vez que las células inmunitarias convocadas llegan al tumor, los astrocitos las "persuaden" para que "cambien de bando" y apoyen al tumor en lugar de atacarlo.
"En concreto, descubrimos que los astrocitos modifican la capacidad de las células inmunitarias reclutadas para atacar el tumor tanto directa como indirectamente, protegiendo así el tumor y facilitando su crecimiento", afirma el Dr. Mayo.
El segundo cambio a través del cual los astrocitos apoyan al glioblastoma es mediante la modulación de su acceso a la energía, a través de la producción y transferencia de colesterol a las células tumorales. "Las células malignas del glioblastoma se dividen rápidamente, un proceso que exige una gran cantidad de energía. Dado que la barrera hematoencefálica les impide acceder a las fuentes de energía de la sangre, deben obtenerla del colesterol producido en el propio cerebro, concretamente en la "fábrica de colesterol" de los astrocitos, que suele suministrar energía a las neuronas y otras células cerebrales. “
"Descubrimos que los astrocitos que rodean el tumor aumentan la producción de colesterol y lo suministran a las células cancerosas. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que, dado que el tumor depende de este colesterol como principal fuente de energía, la eliminación de este suministro mataría de hambre al tumor."
A continuación, los investigadores modificaron los astrocitos cercanos al tumor para que dejaran de expresar una proteína específica que transporta el colesterol (ABCA1), impidiendo así que liberaran colesterol en el tumor. Una vez más, los resultados fueron dramáticos: sin acceso al colesterol producido por los astrocitos, el tumor esencialmente "murió de hambre" en pocos días. Estos notables resultados se obtuvieron tanto en modelos animales como en muestras de glioblastoma tomadas de pacientes humanos y son coherentes con la hipótesis de inanición de los investigadores.
El Dr. Mayo señala: "Este trabajo arroja nueva luz sobre el papel de la barrera hematoencefálica en el tratamiento de las enfermedades cerebrales. La finalidad normal de esta barrera es proteger el cerebro impidiendo el paso de sustancias de la sangre al cerebro. Pero en el caso de una enfermedad cerebral, esta barrera dificulta la administración de medicamentos al cerebro y se considera un obstáculo para el tratamiento".
"Nuestros hallazgos sugieren que, al menos en el caso concreto del glioblastoma, la barrera hematoencefálica puede ser beneficiosa para futuros tratamientos, ya que genera una vulnerabilidad única: la dependencia del tumor del colesterol producido por el cerebro. Creemos que esta debilidad puede traducirse en una oportunidad terapéutica única".
El Dr. Mayo concluye: "Actualmente se dispone de herramientas para eliminar los astrocitos que rodean al tumor en modelos animales, pero no en humanos. El reto ahora es desarrollar fármacos que se dirijan a los procesos específicos de los astrocitos que promueven el crecimiento del tumor. También es posible adaptar los fármacos existentes para inhibir los mecanismos identificados en este estudio. Creemos que los avances conceptuales aportados por este estudio acelerarán el éxito en la lucha contra el glioblastoma. Esperamos que nuestros hallazgos sirvan de base para el desarrollo de tratamientos eficaces contra este mortal cáncer cerebral y otros tipos de tumores cerebrales."
Las interfaces cerebro-computador
Otra de las innovaciones que pretende jugar su rol en el combate del cáncer cerebral es una neurotecnología de vanguardia llamada interfaces cerebro-computador, dispositivos que cuentan con un chip y una serie de electrodos diseñados para leer la actividad neuronal y estimular eléctricamente a las neuronas con cargas y objetivos específicos. Una de las compañías que está desarrollando estos dispositivos de última generación es Neuralink, cofundada por Elon Musk. Dentro de los primeros objetivos de la compañía está el de devolver la libertad digital a personas parapléjicas, permitiéndoles ocupar dispositivos digitales de manera telepática.
Más adelante una de las grandes prioridades es desarrollar terapias de estimulación neuronal que remedien y hasta soluciones enfermedades neurológicas como el cáncer del que hemos hablado. En este caso, siguiendo el ejemplo del nuevo tratamiento ingeniado por el equipo de científicos de Tel Aviv, las interfaces podrían usarse para estimular específicamente a los astrocitos con cargas que los eliminen sin dañar al resto de las neuronas, algo que todavía está dentro del territorio hipotético, pero no deja de ser una posibilidad de la tecnología a investigar. Una nueva era de terapias y tratamientos para remediar las enfermedades neurológicas está naciendo en los laboratorios y compañías de vanguardia. Es cosa de tiempo, quizá un par de años, para que los resultados de estos enromes avances comiencen a llegar a quienes más lo necesitan, los pacientes de cáncer, no solo alargando sus vidas, sino incluso curándolos.
