El cerebro humano cuenta con una barrera de defensa que lo protege del ataque de agentes nocivos, del mismo modo que el foso separaba a los antiguos castillos medievales de posibles atacantes.

Sin embargo, en algunas ocasiones esa muralla defensiva no distingue amigos de enemigos y termina impidiendo el paso a moléculas cuyo único fin es luchar contra enfermedades tan graves como el cáncer.

Este muro de contención es la barrera hematoencefálica, una estructura compuesta por células endoteliales, que separan la sangre del fluido extracelular del sistema nervioso central. Resulta muy útil en la prevención de infecciones, que podrían ser muy peligrosas para el cerebro. Sin embargo, su capacidad defensiva puede volverse todo un problema en el tratamiento de enfermedades como el tumor cerebral.

En ese caso, impide el paso de las células T-también llamadas linfocitos T-del sistema inmunológico, cuyo objetivo no es otro que combatir contra el tumor antes de que se extienda. En busca de una solución, un equipo internacional de investigadores, dirigido por Nabil Ahmed y Heba Samaha, del Baylor College Medicine, ha puesto en marcha un estudio dirigido al desarrollo de modificaciones en estas células T que les permitan superar la barrera hematoencefálica y alcanzar el tumor. Sus resultados, publicados hoy en Nature, han sido muy positivos y dan paso a futuros ensayos clínicos para el tratamiento de esta y otras enfermedades cerebrales.

Observar la esclerosis múltiple para tratar el cáncer

Si bien las células T son incapaces de atravesar la barrera hematoencefálica para combatir al tumor, algunas enfermedades graves sí que encuentran la manera de abrirse paso hasta el sistema nervioso central.

Este es el caso de la esclerosis múltiple, una enfermedad en la que el sistema inmune se vuelve en contra del propio organismo, destruyendo las vainas de mielina que protegen las células nerviosas.

Por lo tanto, el primer objetivo de estos científicos fue estudiar los mecanismos que permiten a las células inmunes de pacientes con esclerosis múltiple traspasar la barrera hematoencefálica.

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Observaron que el proceso se daba en dos pasos. En primer lugar, las células T activaban a ALCAM, una molécula de adhesión que en pacientes con esclerosis múltiple se encuentra sobre expresada en la superficie de las células endoteliales de la barrera hematoencefálica. Esto da lugar a una débil unión, conocida como ola de adhesión primaria.

Para que finalmente las células T puedan ser extraídas del torrente sanguíneo y atravesar la barrera, se necesita una segunda ola, dirigida por otros dos tipos de proteínas de adhesión, llamadas ICAM-1 y VCAM-1.

La diferencia en los tumores cerebrales es que, si bien ALCAM también se encuentra sobre expresada, VCAM-1 desaparece totalmente y los niveles de ICAM-1 se reducen drásticamente. Esto provoca que no se pueda pasar de la primera ola de adhesión, de modo que las células T no podrían penetrar hasta las células cancerosas.

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Homing System, la llave de la barrera hematoencefálica

Una vez localizado el problema, estos científicos procedieron a realizar algunos cambios en las células T que les permitieran unirse más eficazmente al endotelio. Para ello, modificaron CD-6, una proteína que naturalmente promueve la unión de estas células inmunes con ALCAM.

Esta nueva CD-6 modificada actuaba como un sistema de localización (homing system en inglés), que favorecía una unión más fuerte con ALCAM, a la vez que volvía a las células T más sensibles a las pocas proteínas ICAM-1 que quedaban.

El último paso fue unir estos linfocitos T Homing System al receptor de antígenos quiméricos (CAR), un receptor artificial que dirige a estas células hasta tumores concretos a través del organismo. El conjunto fue administrado por vía intravenosa a ratones afectados por glioblastomas humanos.

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Tras medir el crecimiento tumoral comprobaron que se había reducido drásticamente y, además, no se había afectado ninguna célula sana del cerebro o de cualquier otra parte del organismo.

Por el contrario, las células T que no contaban con las modificaciones en CD-6 no pudieron penetrar correctamente en el tumor.

El siguiente paso de estos científicos será llevar a cabo ensayos clínicos para comprobar la eficacia del tratamiento en humanos. Si todo va bien, podrían utilizarse modificaciones del mismo para tratar también otras enfermedades cerebrales. Todo eso, gracias a la observación de la maligna estrategia de una enfermedad tan grave como la esclerosis múltiple.