Los investigadores de la Universidad de Tokio han utilizado ADN artificial para atacar y eliminar células cancerosas de una manera completamente nueva.
El método fue efectivo en pruebas de laboratorio contra células cancerosas del cuello uterino y del seno de origen humano, y contra células de melanoma maligno de ratones.
El equipo creó un par de ADN sintetizado químicamente capaz de matar las células cancerosas. Cuando el par de ADN fue inyectado en las células cancerosas, se conectó a moléculas de microRNA (miRNA) que se sobreexpresan en ciertos tipos de cáncer.
Una vez conectado al miRNA, se desenrollaron y se unieron para formar cadenas más largas de ADN que provocaron una respuesta inmune. Esta respuesta no solo mató a las células cancerosas, sino que evitó el crecimiento adicional del tejido canceroso.
Este método es muy diferente de los tratamientos convencionales con medicamentos contra el cáncer, y se espera que transformen el futuro de la medicina y den un impulso significativo a los esfuerzos por superar el cáncer y otras enfermedades difíciles de tratar.
El presente estudio de la Universidad de Tokio, dirigido por el profesor asistente Kunihiko Morihiro y el profesor Akimitsu Okamoto de la Escuela de Ingeniería, se inspiró para crear un nuevo medicamento contra el cáncer utilizando ADN artificial.
«Pensamos que si podemos crear nuevos medicamentos que funcionen de una manera diferente al mecanismo de acción de los medicamentos convencionales, pueden ser efectivos contra los cánceres que hasta ahora han sido incurable», dijo Okamoto.
El uso de medicamentos de ácidos nucleicos para el tratamiento del cáncer ha sido desafiante debido a que es difícil hacer que los ácidos nucleicos diferencien entre células cancerosas y otras células saludables. Esto significa que existe el riesgo de afectar adversamente al sistema inmune del paciente si se atacan accidentalmente las células saludables.
Sin embargo, por primera vez, el equipo logró desarrollar una hebra de ADN en forma de horquilla que puede activar una respuesta inmune natural para apuntar y eliminar células cancerosas específicas.
Las células cancerosas pueden sobreexpresar, o hacer demasiadas copias de, ciertas moléculas de ADN o ARN, lo que hace que no funcionen normalmente. El equipo creó pares artificiales de ADN llamados oHPs capaces de matan las células cancerosas.
Estos oHPs se activaron para formar cadenas de ADN más largas cuando se encontraron con un ARN corto (micro) llamado miR-21, que está sobreexpresado en algunos tipos de cáncer.
Normalmente, los oHPs no forman cadenas más largas debido a su forma de horquilla curvado. Sin embargo, cuando los oHPs artificiales entran en una célula y se encuentran con el microRNA objetivo, se abren para combinarse con él y formar una cadena más larga.
Esto hace que el sistema inmune reconozca la presencia del miR-21 sobreexpresado como peligrosa y active una respuesta inmune innata, lo que finalmente lleva a la muerte de las células cancerosas.
Las pruebas fueron efectivas contra el miR-21 sobreexpresado encontrado en células cancerosas del cuello uterino de origen humano, células cancerosas del seno triple negativo de origen humano y células cancerosas de melanoma maligno de ratón.
«La formación de cadenas de ADN largas debido a la interacción entre los oHPs de ADN cortos y el miR-21 sobreexpresado, encontrado por este grupo de investigación, es el primer ejemplo de su uso como una respuesta de amplificación inmune selectiva que puede apuntar a la regresión del tumor, proporcionando una nueva clase de medicamentos de ácidos nucleicos con un mecanismo completamente diferente de los medicamentos de ácidos nucleicos conocidos», dijo Okamoto.
Esta investigación aún tiene muchos pasos por recorrer antes de que un tratamiento esté disponible, pero los resultados de este estudio son alentadores y proporcionan una base sólida para futuras investigaciones.
Referencia: Kunihiko Morihiro, Hiraki Osumi, Shunto Morita, et al. «Oncolytic Hairpin DNA Pair: Selective Cytotoxic Inducer through MicroRNA-Triggered DNA Self-Assembly,» J. Am. Chem. Soc. 21 December 2022.