- La UPV desarrolla una nanopartícula tipo Janus que reconecta tumores y sistema inmune para facilitar la eliminación de células cancerosas.
- El diseño se inspira en anticuerpos biespecíficos BiTEs, pero mejora su estabilidad, producción y eficacia en tumores sólidos.
- En modelos de melanoma metastásico y metástasis pulmonar en ratón, las partículas reducen de forma notable la formación de metástasis.
- La tecnología podría adaptarse a otros tumores, como cáncer de mama triple negativo, y permite combinar inmunoterapia y fármacos en una sola plataforma.
Una nanopartícula diseñada en la Universitat Politècnica de València (UPV) se ha posicionado como una prometedora herramienta frente al cáncer al lograr algo que muchos tumores bloquean de forma eficaz: reactivar el diálogo entre las células malignas y el sistema inmunitario. Al recuperar esa comunicación, las defensas del organismo vuelven a identificar las células cancerosas y pueden atacarlas con más contundencia.
Detrás de este desarrollo se encuentra un equipo encabezado por el investigador Ramón Martínez Máñez, que lleva años trabajando en soluciones de nanoinmunoterapia y en el diseño de nanomateriales. Su propuesta se basa en una nanopartícula capaz de acercar físicamente las células tumorales y los linfocitos, ayudando a que las segundas reconozcan con mayor precisión a las primeras, un punto crítico en muchos cánceres que utilizan sofisticadas estrategias de evasión inmunitaria.
Una nanopartícula tipo Janus inspirada en los anticuerpos biespecíficos
El nuevo sistema se inspira en los anticuerpos biespecíficos, conocidos como BiTEs, que ya se emplean en clínica para tratar determinados tumores hematológicos. Estos anticuerpos han demostrado que es posible reclutar linfocitos contra las células malignas, pero presentan varios puntos débiles: son complejos de fabricar, su permanencia en el organismo es reducida, su rendimiento en tumores sólidos es limitado y, además, pueden ocasionar efectos secundarios notables.
Para sortear estas limitaciones, el grupo de la UPV ha optado por desarrollar nanopartículas tipo Janus, un tipo de nanomaterial caracterizado por tener dos mitades con propiedades diferentes. Esta estructura asimétrica permite asignar una función distinta a cada cara: una se dirige al tumor y la otra al sistema inmune. Según explican los investigadores, estas partículas se pueden producir con mayor facilidad, adaptarse a varios tipos de cáncer y mantenerse más tiempo en el organismo que los BiTEs clásicos.
La mayor estabilidad y vida media de estas nanopartículas facilita que se acumulen de manera preferente en las zonas tumorales. Al concentrarse en el entorno del tumor y no dispersarse tan rápido por el cuerpo, se reduce la probabilidad de efectos adversos generalizados y, potencialmente, también la frecuencia con la que sería necesario administrarlas en un futuro escenario clínico.
En esta línea, el equipo subraya que el diseño Janus ofrece una ventaja añadida frente a otros nanomateriales más simples: permite orientar con precisión distintos ligandos en cada una de sus caras para unir células concretas. Esta capacidad de “juego de piezas” molecular no se consigue con nanopartículas homogéneas, lo que abre la puerta a formulaciones muy específicas según el tipo de tumor.
Cómo actúan las J-pHLIP-PD1 sobre tumores y linfocitos
Las nanopartículas desarrolladas por el equipo, denominadas J-pHLIP-PD1, se han probado inicialmente en cultivos in vitro con células humanas de melanoma y linfocitos. En estas condiciones, los investigadores observaron que las partículas se insertan en la membrana de las células tumorales, de forma que una de sus caras queda anclada al tumor mientras la otra se orienta hacia las células del sistema inmune.
De este modo, la nanopartícula actúa literalmente como un puente entre la célula cancerosa y el linfocito. Una cara reconoce de forma específica la célula tumoral y la otra se une a la célula inmune, imitando la sinapsis inmune natural, ese punto de contacto estrecho donde el linfocito analiza la información de la célula diana y decide si debe destruirla. Al reproducir este proceso, las J-pHLIP-PD1 restablecen un canal de comunicación que muchos tumores habían conseguido bloquear.
En palabras de la investigadora Alba García, una de las caras de la partícula se encarga de reconocer el melanoma, mientras que la otra se une a las células inmunes, de manera que la estructura acerca de forma forzada ambos tipos celulares y facilita que los linfocitos ejerzan su función citotóxica. Este acercamiento no es solo físico, también funcional: la nanopartícula refuerza las señales necesarias para que el sistema inmune deje de “ignorar” al tumor.
Los ensayos de laboratorio indican que esta mediación favorece la muerte de las células cancerosas al potenciar la actividad de los linfocitos. Lejos de limitarse a un efecto puntual, la interacción sostenida que promueve la partícula podría mejorar la capacidad del organismo para mantener a raya la proliferación tumoral, algo especialmente relevante en contextos de metástasis.
En paralelo, el equipo destaca que estas nanopartículas muestran una gran versatilidad de diseño: modificando los ligandos de cada cara pueden construirse variantes dirigidas a distintos receptores en las células tumorales o inmunes. Esta modularidad hace posible pensar en una especie de “plataforma común” sobre la que se podrían desarrollar formulaciones específicas para diversos tipos de cáncer.
Resultados en modelos de metástasis y refuerzo de la respuesta inmune
Más allá de los cultivos celulares, la tecnología se ha evaluado en un modelo de metástasis en ratón, centrado en la aparición de focos tumorales en los pulmones, uno de los escenarios más delicados en oncología. En estos experimentos, la administración de las nanopartículas produjo una reducción notable de la formación de metástasis pulmonares respecto a los animales control.
El propio Ramón Martínez Máñez atribuye esta eficacia a la capacidad de las partículas para reconectar el sistema inmune con el tumor. En los pulmones de los ratones tratados se observó un incremento significativo de linfocitos citotóxicos, células clave en la destrucción dirigida de células cancerosas. Es decir, no solo se reducía el número de metástasis, sino que además se detectaba una respuesta inmune más activa en el tejido afectado.
Estos resultados se consideran especialmente relevantes porque la metástasis es, en muchos casos, la fase que complica de manera decisiva la evolución del cáncer. Lograr frenar o disminuir la aparición de nuevos focos implica ganar margen para que otros tratamientos, como la cirugía o la quimioterapia, puedan desplegarse con mejores perspectivas.
El trabajo también apunta a que las nanopartículas pueden acumularse de forma preferente en las zonas tumorales, lo que permitiría actuar directamente sobre los focos más problemáticos minimizando al mismo tiempo el impacto sobre el resto del organismo. Esta selectividad, unida a la prolongada vida media del sistema, se considera una de las grandes bazas de la propuesta.
Los datos obtenidos han sido lo bastante sólidos como para su publicación en la revista Advanced Materials, una de las cabeceras de referencia en el ámbito de los nuevos materiales y la nanotecnología. La investigación ha sido llevada a cabo por el grupo Nanosens del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) de la UPV, que forma parte de las unidades mixtas UPV-CIPF y UPV-IIS La Fe, además de integrar el CIBER-BBN.
Posible aplicación a otros tumores y terapias combinadas
Aunque el trabajo actual se ha centrado en el melanoma metastásico, los investigadores insisten en que la tecnología es fácilmente extrapolable a otros contextos oncológicos. La idea general es mantener la misma “arquitectura” Janus y modificar los ligandos de reconocimiento para dirigir la nanopartícula a diferentes tipos de tumores, ya sean sólidos o hematológicos.
Entre las prioridades del equipo se encuentra la validación de este enfoque en tumores sólidos especialmente complejos, como el cáncer de mama triple negativo. En este tipo de cáncer confluyen varios problemas: un microambiente tumoral con barreras físicas que dificultan el acceso de las células inmunes y unos resultados discretos con la inmunoterapia convencional. La mayor capacidad de las nanopartículas para concentrarse en las áreas tumorales podría ayudar a sortear parte de estas dificultades.
Otro aspecto clave del diseño es su núcleo poroso. Esta característica permite cargar fármacos en el interior de la nanopartícula, lo que abre la puerta a estrategias combinadas en un único sistema: por un lado, la partícula restablece la comunicación entre tumor y sistema inmune y, por otro, puede liberar medicamentos de forma controlada en el entorno tumoral.
Esta combinación de inmunoterapia dirigida y liberación de fármacos encaja con la tendencia actual de la oncología hacia tratamientos más precisos y personalizados. Ajustando la carga farmacológica y los ligandos de cada cara, sería posible adaptar el sistema a las características concretas del tumor de cada paciente, algo especialmente relevante en cánceres que presentan una marcada heterogeneidad.
En el ámbito europeo, donde se apuesta de forma decidida por la investigación traslacional en oncología, desarrollos como este encajan en la línea de impulsar nuevas terapias avanzadas que complementen y mejoren los tratamientos estándar. La participación de la UPV y de centros biomédicos valencianos en redes como el CIBER-BBN refuerza la posibilidad de que, a medio plazo, estos avances den el salto desde el laboratorio a ensayos clínicos en pacientes.
En conjunto, la nanopartícula tipo Janus diseñada en València se perfila como una herramienta versátil que reconecta el sistema inmune con el tumor, muestra eficacia en modelos de metástasis y ofrece margen para incorporar fármacos y adaptar sus dianas. Quedan por delante las fases clínicas y los inevitables ajustes, pero el trabajo de la UPV sitúa a la nanoinmunoterapia un paso más cerca de convertirse en una opción real para algunos de los cánceres más difíciles de tratar.