Los medicamentos modernos contra el cáncer funcionan a través de pequeños movimientos moleculares
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Los modernos medicamentos inmunoterapéuticos contra el cáncer respaldan un mecanismo natural del sistema inmunitario para inhibir el crecimiento de las células cancerosas. Se acoplan a un receptor específico de la célula asesina y evitan que las células cancerosas lo apaguen. Este es un proceso molecular complejo, que se conoce pero aún no se ha entendido completamente. En un estudio de dinámica molecular realizado por el grupo dirigido por el científico de la información médica Wolfgang Schreiner y los ginecólogos Heinz Klbl y Georg Pfeiler de MedUni Viena, en colaboración con el experto en biosimulación Chris Oostenbrink de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida Aplicadas (Boku) de Viena, ahora se ha , por primera vez, analizó este mecanismo para los fármacos nivolumab y pembrolizumab. Se encontró que los pequeños movimientos moleculares son de importancia clave. El estudio ha sido publicado en la revista líder Cancers.
El sistema inmunológico humano protege al cuerpo contra bacterias, virus y células dañadas, como las células cancerosas. Las células inmunitarias especializadas, como las células asesinas naturales (células NK), trabajan juntas para identificar y eliminar estas amenazas. A veces, estas células asesinas se dirigen sin darse cuenta a las células sanas, y esto puede provocar reacciones autoinmunes graves. Si esto sucede, el sistema inmunitario despliega una medida de salvaguardia, la llamada «muerte celular programada» (apoptosis). Esto se desencadena cuando la molécula de superficie endógena PD-L1 se une al receptor expresado en la célula asesina, la molécula PD. En este proceso, el receptor (punto de control inmunológico) actúa como un interruptor de emergencia. Si las células son atacadas por error, producen moléculas PD-L1 y alcanzan las células asesinas, matándolas. Las células cancerosas también pueden expresar PD-L1 y estas se unen al punto de control, lo que hace que las células asesinas mueran y permitan que el tumor crezca.
Aquí es exactamente donde los medicamentos inmunoterapéuticos modernos contra el cáncer (punto de control inhibidores). Se asemejan a la molécula de superficie PD-L1 y se unen al receptor PD-1, pero el mecanismo desencadenante es diferente, ya que las células asesinas no son enviadas a la muerte celular. Aunque los puntos de control están bloqueados, no están activados. Las células cancerosas ya no pueden unirse a los receptores bloqueados y las células asesinas conservan su capacidad para destruir las células cancerosas. La inmunoterapia explota este fenómeno, aunque hasta ahora no se entendía completamente cómo se producía exactamente la unión sin un proceso de cambio.
Wolfgang Schreiner del Centro de Estadística Médica, Informática y Sistemas Inteligentes del Instituto de Biosimulación y Biosimulación de MedUni Viena. Bioinformatics, los ginecólogos Georg Pfeiler y Heinz Klbl, quien también es Director del Departamento de Obstetricia y Ginecología de MedUni Vienna, y Chris Oostenbrink de Boku Vienna, ahora han investigado las diferencias clave entre el PD-L1 natural y los medicamentos utilizados para tratar varios tipos de cáncer como como cáncer de mama, cáncer de pulmón y melanoma en un modelo de dinámica molecular mediante simulación por ordenador. Los movimientos de los átomos individuales y su influencia recíproca se calcularon y analizaron matemáticamente en la supercomputadora perteneciente a Vienna Scientific Cluster (VSC). De esta manera, fue posible identificar las diferencias más pequeñas en los movimientos moleculares entre la molécula natural PD-L1 y los de los fármacos.
Schreiner explica: «Se puede hacer virtualmente una evaluación matemática precisa de la ‘ «Expresiones faciales» de las moléculas en cámara lenta, de cerca y personalmente. Se descubrió que algunos bucles de la molécula PD-1 se deforman de manera diferente, dependiendo de su pareja de unión». Estas pequeñas diferencias estarían dirigidas al interior de la célula asesina por la molécula PD-1 y producirían el efecto deseado, es decir, que, aunque los fármacos se unirían al receptor, no lo activarían como la molécula de superficie natural PD-L1.
Lo que inicialmente parece ser una ligera diferencia es en realidad la base de nuestra comprensión cada vez mayor de los procesos celulares. Cuanto más sepamos sobre estos, más específicos podremos ser en el desarrollo de inhibidores de puntos de control. Los hallazgos de investigación de este tipo son muy prometedores, particularmente en el área de la oncología ginecológica, dice Pfeiler: «Por supuesto, los inhibidores de puntos de control solo pueden funcionar si las moléculas de superficie correspondientes (PD-1, PDL-1) que se van a inhibir, son realmente expresada. Esta terapia es entonces una buena opción para el cáncer de mama triple negativo, por ejemplo. Curiosamente, hasta la fecha, solo se ha observado la expresión de PDL-1 de forma preterapéutica, pero no la expresión de PD-1. Esto plantea múltiples investigaciones preguntas en términos de medicina de precisión».
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Las células asesinas naturales que a menudo se pasan por alto pueden ser clave para la inmunoterapia contra el cáncer Más información: Bernhard Roither et al, Pembrolizumab Induces an Unexpected Conformational Change in the CC-loop of PD- 1, Cánceres (2020). DOI: 10.3390/cancers13010005 Proporcionado por la Universidad Médica de Viena Cita: Los medicamentos modernos contra el cáncer funcionan a través de pequeños movimientos moleculares (3 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news /2021-02-modern-anti-cancer-drugs-tiny-molecular.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.