Una vacuna de nanopartículas entrena al sistema inmune para erradicar el cáncer
Investigadores de la Universidad de Massachusetts logran diseñar una vacuna experimental que enseña al cuerpo a reconocer y eliminar tumores antes de que aparezcan. La nueva terapia, probada con éxito en ratones, abre la puerta a una nueva generación de inmunoterapias personalizadas.
Por Enrique Coperías
Investigadores de UMass Amherst han desarrollado una vacuna de nanopartículas que previene el melanoma y los cánceres de páncreas y de mama en ratones con memoria inmunológica duradera. Foto: Anastasiia Nelen
Un equipo de bioingenieros de la Universidad de Massachusetts, en Estados Unidos, ha desarrollado una vacuna experimental que logra lo que hasta ahora parecía casi imposible: entrenar al sistema inmunitario para reconocer y destruir células cancerosas antes de que los tumores puedan desarrollarse.
La clave está en un diminuto vehículo de grasa —una nanopartícula de unos 50 nanómetros de diámetro— que combina dos potentes señales de alarma inmunológica y actúa como un superadyuvante, una especie de turbo para las vacunas.
El estudio, publicado en Cell Reports Medicine, demuestra que esta vacuna basada en nanopartículas no solo previene la aparición de tumores en ratones, sino que también genera una memoria inmunológica capaz de rechazar nuevas exposiciones al cáncer meses después. Los resultados, aunque todavía en fase preclínica, abren la puerta a una nueva generación de vacunas oncológicas más eficaces, modulares y seguras.
Un viejo sueño: enseñar al sistema inmune a reconocer el cáncer
Las vacunas contra el cáncer llevan décadas persiguiendo un objetivo ambicioso: enseñar al sistema inmunitario a reconocer las células tumorales como si fueran invasores externos. Pero, a diferencia de los virus o las bacterias, los tumores son camaleones. Nacen de nuestras propias células y emplean múltiples estrategias para esconderse o desactivar las defensas del organismo.
Las vacunas que se han probado hasta ahora han tenido un éxito limitado, en parte porque los adyuvantes —las sustancias que despiertan la respuesta inmune— no han sido lo bastante potentes o coordinados.
«Las vacunas modernas suelen ser muy seguras, pero a veces demasiado suaves para estimular una respuesta robusta frente a algo tan complejo como un cáncer —explica Prabhani Atukorale, ingeniera biomédica y autora principal del trabajo. Y aclara—: Queríamos recuperar la potencia de las vacunas tradicionales, basadas en agentes patógenos enteros, pero sin sus riesgos».
«Al diseñar estas nanopartículas para activar el sistema inmunitario mediante una activación multiproceso que se combina con antígenos específicos del cáncer, podemos prevenir el crecimiento tumoral con tasas de supervivencia extraordinarias», añade la investigadora, profesora de Ingeniería Biomédica en el Riccio College of Engineering de la Universidad de Massachusetts Amherst.
Griffin Kane, investigador posdoctoral y primer autor del estudio:
«Las respuestas de las células T específicas del tumor que logramos generar son realmente la clave detrás del beneficio en supervivencia. Se produce una activación inmunitaria muy intensa cuando se tratan las células inmunes innatas con esta formulación, lo que provoca que estas células presenten antígenos y preparen a las células T asesinas del tumor».
Dos moléculas que desatan una tormenta de interferones y citoquinas
Para lograrlo, su equipo combinó la nanotecnología con los últimos avances en inmunología. Diseñaron nanopartículas lipídicas —estructuras similares a las usadas en las vacunas de ARN mensajero— capaces de transportar y liberar, dentro de las células inmunes, dos moléculas que activan sendas rutas de alarma:
✅ Un estimulante del sensor STING, responsable de detectar ADN extraño en el interior celular.
✅ Un activador sel receptor TLR4, que responde a componentes bacterianos.
La activación simultánea de ambos genera una tormenta coordinada de interferones y citoquinas que ponen en marcha a las células dendríticas, las encargadas de presentar antígenos y activar a los linfocitos T.
Recodemos que los interferones y las citoquinas son moléculas mensajeras del sistema inmunitario. Actúan como una red de señales químicas que coordina la defensa del organismo frente a infecciones o células anómalas. Los interferones alertan a las células vecinas del peligro y activan sus mecanismos antivirales y anticancerosos, mientras que las citoquinas regulan la intensidad y el tipo de respuesta inmune, estimulando a las células que destruyen virus o tumores.
Un cóctel sinérgico de señales inmunológicas
El gran reto para Atukorale y su equipo fue lograr que estas dos moléculas tan distintas —una hidrofílica y otra lipofílica— convivieran en la misma nanopartícula sin inactivarse. Para ello, ajustaron la proporción ideal hasta alcanzar un equilibrio químico que multiplicó por cuatro la producción de interferones de tipo I, moléculas clave para iniciar la respuesta antiviral y antitumoral.
Las pruebas en células inmunes humanas y de ratón mostraron un efecto sinérgico: cuando ambos activadores se entregaban juntos en nanopartículas, las células producían una gama más amplia y sostenida de citoquinas proinflamatorias, como el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa) y la interleucina-6 (IL-6), que cuando se aplicaban por separado.
Además, aumentaban la expresión de genes implicados en el procesamiento y la presentación de antígenos, un paso esencial para que los linfocitos reconozcan y ataquen células anómalas.
«Es como darle al sistema inmunitario un curso intensivo de reconocimiento de amenazas —resume Atukorale—. Cada una de las señales por separado enseña algo, pero juntas crean un aprendizaje mucho más completo».
Viaje al corazón del sistema inmunitario: los ganglios linfáticos
Una vacuna no solo necesita provocar una señal intensa, sino también llegar al lugar adecuado. En los experimentos con ratones, las nanopartículas —inyectadas bajo la piel, en la base de la cola— demostraron un comportamiento notable: en pocas horas se desplazaban hasta los ganglios linfáticos, donde se concentran las células que coordinan la respuesta inmune. Allí activaban a las células dendríticas, aumentando su número y la expresión de moléculas de activación como la CD80, una proteína de la superficie de algunas células inmunitarias.
Esa eficacia en el drenaje linfático es uno de los puntos fuertes del diseño. Las nanopartículas, de apenas 30 a 60 nanómetros, son lo bastante pequeñas para viajar por los vasos linfáticos, pero estables y solubles gracias a una capa externa de polietilenglicol que evita su agregación.
En comparación con las formulaciones tradicionales, lograron una acumulación tres veces mayor en los ganglios y una activación más sostenida de los linfocitos CD8+, los soldados especializados en eliminar células infectadas o cancerosas.
Resultados: protección frente a melanoma, cáncer de páncreas y de mama
Tras comprobar la seguridad y la ausencia de toxicidad hepática significativa, los investigadores pasaron a probar la eficacia antitumoral. Usaron varios modelos agresivos de cáncer en ratones: melanoma (B16F10), adenocarcinoma pancreático y cáncer de mama triple negativo. En cada caso, la vacuna se combinó con fragmentos proteicos del tumor —ya fueran péptidos específicos o lisados celulares completos— siguiendo un esquema de tres dosis (día 0, 14 y 35).
En el modelo de melanoma, la combinación de nanopartículas con dos péptidos tumorales (Trp1 y Trp2) indujo una respuesta abrumadora: el 100% de los ratones vacunados permanecieron libres de tumor tras la inoculación de células cancerosas, mientras que todos los animales del grupo de control murieron en menos de un mes. Aún más sorprendente fue lo que ocurrió al reinyectar células tumorales semanas después: los ratones vacunados rechazaron completamente la segunda agresión, sin signos de metástasis, señal de que habían desarrollado memoria inmunológica duradera.
«Las metástasis, en todos los casos, son el mayor obstáculo en el cáncer —explica Atukorale. Y añade—: La inmensa mayoría de las muertes por tumores sigue debiéndose a las metástasis, y eso casi eclipsa nuestros esfuerzos por tratar cánceres de difícil acceso, como el melanoma y el cáncer de páncreas».
Atukorale describe este fenómeno como una inmunidad de memoria: «Esa es una ventaja real de la inmunoterapia, porque la memoria no solo se mantiene de forma local. Tenemos memoria sistémica, y eso es muy importante. El sistema inmunitario abarca toda la geografía del cuerpo».
Cuando en lugar de péptidos se usaron extractos de células tumorales completas —más parecidos a lo que un tumor real presentaría al sistema inmune—, la vacuna funcionó igual o mejor. Entre el 70% y el 90% de los ratones, según el tipo de cáncer, permanecieron libres de enfermedad. Además, el efecto se mantuvo incluso frente a una segunda exposición intravenosa, simulando una metástasis. Los análisis inmunológicos mostraron la activación de no solo linfocitos T CD8 y CD4, sino también linfocitos B productores de anticuerpos específicos contra los antígenos tumorales.
Ilustración de una cancerosa en proceso de destrucción. La nueva vacuna expermiental basada en nanopartículas no solo previene la aparición de tumores en ratones, sino que también genera una memoria inmunológica capaz de rechazar nuevas exposiciones al cáncer meses después. Imagen generada con Copilot
Las claves inmunológicas: interferones y células T
«Las respuestas de las células T específicas del tumor que logramos generar son realmente la clave detrás del beneficio en supervivencia —explica Griffin Kane, investigador posdoctoral y primer autor del estudio. Y continúa—: Se produce una activación inmunitaria muy intensa cuando se tratan las células inmunes innatas con esta formulación, lo que provoca que estas células presenten antígenos y preparen a las células T asesinas del tumor».
El estudio también demostró que la eficacia de la vacuna dependía críticamente de los citados interferones de tipo I, unas moléculas mensajeras que alertan a las células del peligro. Cuando los investigadores bloquearon experimentalmente su acción con un anticuerpo que inhibe el receptor IFNAR, las respuestas inmunes desaparecieron y los tumores volvieron a crecer.
«Sin esa señal, todo el sistema se desmorona —dice Atukorale—. Es el eje central de la activación que conseguimos al combinar los dos agonistas».
Una plataforma adaptable y escalable
Los autores del trabajo destacan que su sistema es modular y personalizable: las nanopartículas pueden cargarse con diferentes combinaciones de adyuvantes y antígenos según el tipo de tumor o incluso según el perfil genético de cada paciente. «En los últimos años, hemos comprendido lo importante que es la selección del adyuvante, porque es lo que impulsa la segunda señal necesaria para preparar correctamente las células T y B», comenta Atukorale.
A diferencia de las vacunas personalizadas actuales, que requieren secuenciar el genoma tumoral para identificar mutaciones y diseñar péptidos específicos, esta plataforma podría funcionar con material tumoral general, como extractos celulares, simplificando y abaratando el proceso.
Además, las nanopartículas son biodegradables y su fabricación es escalable, lo que facilitaría una futura transición hacia ensayos clínicos. El equipo ya ha patentado la tecnología y ha creado una empresa derivada, NanoVax Therapeutics, para avanzar en su desarrollo.
«La verdadera tecnología central sobre la que se ha fundado nuestra empresa es esta nanopartícula y este enfoque terapéutico —señala Kane. Y continúa—: Esta es una plataforma que Prabhani desarrolló. La startup nos permite llevar a cabo estos esfuerzos de traducción con el objetivo final de mejorar la vida de los pacientes».
Del laboratorio a la clínica, los próximos pasos
Como todo avance preclínico, los resultados deben tomarse con cautela. Los autores reconocen que todavía falta evaluar la seguridad a largo plazo, los posibles efectos inflamatorios y la eficacia en modelos animales más grandes. Tampoco se ha probado aún con otros tipos de activadores inmunes distintos de los usados en este trabajo.
«Es una prueba de concepto sólida, pero aún estamos en los primeros pasos», admite Atukorale.
Pese a esas limitaciones, los expertos consideran que el estudio representa un salto conceptual. «Combinar la ingeniería de materiales con la inmunología avanzada puede ser la clave para desbloquear por fin el potencial de las vacunas contra el cáncer», señala Katherine Fitzgerald, inmunóloga y coautora del trabajo. Y añade—: Estas nanopartículas son como pequeñas fábricas móviles de activación inmunológica: viajan al sitio correcto, entregan las señales adecuadas y enseñan al cuerpo a recordar».
Una revolución silenciosa en la lucha contra el cáncer
Si los ensayos en humanos confirman su seguridad y eficacia, las nanopartículas superadyuvantes podrían integrarse no solo en vacunas preventivas, sino también terapéuticas, destinadas a evitar recaídas tras cirugía o quimioterapia.
En un futuro, podrían combinarse con inmunoterapias ya existentes, como los inhibidores de puntos de control inmunitario, para reforzar la respuesta frente a tumores resistentes.
«Durante años hemos visto cómo las vacunas de ARN y los adyuvantes sintéticos transformaban la respuesta frente a virus —resume Atukorale. Y concluye—: Ahora estamos empezando a usar esas mismas herramientas para luchar contra el cáncer. La idea de prevenirlo antes de que aparezca ya no suena a ciencia ficción. ▪️
TAMBIÉN TE PUEDE INTERESAR:
💉 Una vacuna experimental contra el cáncer de páncreas eliminan la enfermedad en ensayos preclínicos
Información facilitada por la University of Massachusetts Amherst
Fuente: Kane, Griffin I. et al. Super-adjuvant nanoparticles for platform cancer vaccination. Cell Reports Medicine (2025). DOI: 10.1016/j.xcrm.2025.102415
