Pilar de la Puente dirige un proyecto revolucionario de medicina personalizada en el Sanford Research.
La leonesa Pilar de la Puente es una de las investigadores con más reconocimiento a nivel internacional a pesar de su apabullante juventud. Tras finalizar su tesis doctoral, viajó hasta la Universidad de Washington, una de las instituciones que lideran la investigación mundial. Ahora, Pilar dirige un equipo en el Sanford Research (Dakota del Sur) que crea modelos en 3D de los tumores cancerígenos con el fin de anticiparse a su capacidad letal y descubrir la mejor manera de acabar con ellos.
Ha conseguido demostrar que cuando se quiere, se puede. A pesar de su juventud, lidera uno de los equipos científicos que más esperanzas aporta a los enfermos de cáncer. Pilar de la Puente ha conseguido generar las condiciones para analizar cuál será la evolución de un tumor cancerígeno de mama a través de un proyecto que logra capturar, aislar y monitorizar el denominado TME, que se traduce como microambiente tumoral e incluye las células tumorales, la matriz extracelular (que es donde las células se encuentran localizadas) y un componente estromal. «En concreto este componente estromal esta compuesto de fibroblastos, células de los vasos sanguíneos, células inmunes, factores de crecimiento, y otras señales que pueden representar hasta el 80% de un tumor», manifiesta Pilar de la Puente. La científica, bióloga de formación, precisa que cada día está mas reconocido el importante papel que juega el TME como regulador de la progresión de esta enfermedad y contribuye de manera sobresaliente en la resistencia a fármacos. «En concreto, la relación entre el componente tumoral y estromal se ha utilizado como marcador de pronóstico, con mayor componente estromal, peor prognosis y mayor riesgo de recaída», añade.
Pilar de la Puente se dio cuenta de que el principal problema que suele tener la investigación contra el cáncer reside en los tipos de cultivos que se utilizan, que fallan en recrear todos estos complejos componentes del TME. «Lo más normal es que los laboratorios usen modelos en los que sólo las células tumorales son incluidas en una superficie plástica. En este casos estos cultivos llamados 2D, no incorporan los componentes estromales, ni la matriz, ni ninguna señal del TME», incide, al tiempo que subraya que a este problema hay que añadir que los tumores son estructuras mas complejas con tridimensionalidad.
Esta tridimensionalidad fue la que le dio la pista a la investigadora leonesa. En su investigación, utiliza cultivos 3D que incorporan no sólo las células tumorales, sino también las estromales y la matriz, todo en un modelo personalizado hecho con todos los materiales derivados del propio paciente, sin incluir ningún componente exógeno. Es precisamente en esto en lo que el laboratorio dirigido por la leonesa se diferencia de las investigaciones de otros modelos 3D, creados con componentes sintéticos o prefabricados. «Como te puedes imaginar al incluir otros componentes, es difícil predecir si esto produce un efecto y cambia la manera en la que las células se comportarían en condiciones normales», explica.
Una investigación única
Por eso, Pilar de la Puente, puso en marcha un modelo de investigación inédito y creó modelos 3D en el laboratorio con el tamaño y forma a su antojo. «Se parecen a una gelatina, que tiene tridimensionalidad y se adapta a la forma del recipiente en el que lo incluyas antes de que se forme. En nuestro caso trabajamos con cultivos 3D muy pequeños (100mm^3) para poder crear muchas muestras del TME del mismo paciente y poder cribar muchos fármacos u otras condiciones con alto rendimiento», manifiesta.
Los modelos 3D para cáncer están formados con la sangre del propio paciente, que contiene proteínas que normalmente se encuentran en la matriz del TME, y factores de crecimiento y otras señales del enfermo con cáncer. A partir de esa muestra de sangre, el equipo liderado por Pilar de la Puente es capaz de crear estos cultivos 3D en el laboratorio incorporando las células tumorales y del TME que se extraen de una biopsia del mismo paciente. Es decir, todos los materiales son derivados del mismo enfermo, lo que permite crear estos micro-TME para cribar fármacos o entender mejor el papel de los componentes del TME.
Pero ¿cómo funcionan los modelos 3D? Estos ‘memes’ biológicos están formados de la sangre del propio paciente, que contiene proteínas que normalmente encontramos en la matriz del TME, así como de factores de crecimiento y otras señales del paciente con cáncer.
La curación
La expectativa inicial es poder demostrar que estos modelos 3D son capaces de recrear el TME de cada paciente con cáncer de mama y que eso facilite la predicción de la respuesta a fármacos de forma rápida. «El primer paso es comprobar que retrospectivamente podemos predecir las respuestas vistas en pacientes que fueron expuestos a determinadas terapias, pero el objetivo final es poder saber a que fármaco cada paciente muestra una mayor respuesta en estos modelos para poder guiar la decisión del médico, qué terapia es la más aconsejada para cada paciente», manifiesta Pilar. Añade que en vez de dar terapias a los pacientes sin saber si van a funcionar, los oncólogos tendrán una demostración inicial en la que basar nuestra decisión, puesto que han sido capaces de detectar una respuesta al fármaco en las células del paciente en el modelo. «También queremos poder entender en profundidad cuál es el papel que juegan los diferentes componentes del TME para buscar formas de romper esas conexiones y conseguir poner fin a la enfermedad».
El equipo de investigación que lidera Pilar de la Puente recolectará alrededor de 150 muestras de pacientes con cáncer de mama durante los próximos tres años para realizar todos estos estudios. «En este plazo seremos capaces de demostrar la viabilidad del modelo para medicina personalizada. El siguiente nivel seria empezar un ensayo clínico para poder predecir las terapias que los pacientes reciben. Al mismo tiempo, mi laboratorio va a trabajar en expandir estos estudios a otros tumores sólidos», explica.
Pilar es optimista y ve grandes avances, caso de la inmunoterapia. Para esta científica, algunos de los problemas fundamentales a los que se enfrenta la investigación es conseguir con el paciente no sufra una recaída, un caso en el que resulta sobresaliente el papel del TME: «Estas células premalignas están ahí esperando para activar a las pocas células tumorales que sobrevivieron a la terapia. Necesitamos entender mejor este mecanismo para poder prevenirlo», señala.
Por esta razón, su trabajo resulta muy esperanzador, porque su objetivo se centra en entender la naturaleza del cáncer desde otro punto de vista, enfocando el trabajo no tanto en las células tumorales como en las células accesorias y otros componentes que ayudan al cáncer en muchas ocasiones a ser más agresivo y resistente a los fármacos. «Cuando seamos capaces de entender estos mecanismos seremos capaces de buscar nuevas formas de romper esas interacciones para atacar el cáncer de forma mas efectiva».
Sin embargo, no es ajena a los problemas a los que se enfrenta. Y es que ella misma es consciente de que el TME resulta tan complicado por varias razones. Para empezar, Pilar lamenta que la mayor parte de la investigación se ha preocupado de atacar a las células tumorales, considerando que el microambiente tumoral no jugaba ningún papel en cáncer. Sin embargo, incide en que el TME está compuesto de muchos componentes y aún se desconoce si todos juegan un papel importante o hay algún componente mas importante que otro. Es el caso de las células inmunes, que son parte de este TME y cuyo papel fundamental ya se está conociendo. «Además, la recreación de este TME ha sido complicada sin modelos adecuados. Mi laboratorio trabaja en intentar probar que el microambiente tumoral no debería ser considerado como el microambiente de un paciente sano, sino que hay que hablar de un microambiente premaligno, por lo que las terapias tendrían que intentar romper las interacciones de este TME con las células tumorales además de atacar las células tumorales», precisa la científica
