Sobre todo si tengo cáncer y mi oncólogo duda entre varios tratamientos. Pero vayamos por partes.

Empecemos por el principio ¿qué es un avatar?

La eutopía futurista de la película de James Cameron ha inspirado el uso del término en ciencia. En el mundo perdido de Pandora el marine Jake Sully participa en el programa Avatar que transvasa la mente de los humanos a cuerpos artificiales idénticos a los nativos de la luna colonizada, los na’vi. En el mundo científico, un avatar resulta ser una analogía más o menos poética de los animales de experimentación que nos sirven para modelizar tumores malignos de una forma personalizada.

¿Existen los avatares realmente?

Existen. En los últimos tiempos se ha popularizado la investigación en cáncer usando ratones avatar. Los oncólogos y los patólogos saben que cada cáncer es tan único como la persona que lo sufre, y que la respuesta a un tratamiento, o la evolución de la enfermedad depende de un sinfín de condiciones, donde influyen mecanismos y procesos tanto del propio tumor como del huésped que lo alberga. Con la excepción de algunas terapias basadas en el uso de un puñado de biomarcadores, los pacientes normalmente se exponen a rondas de ensayo-error para identificar el mejor tratamiento para su enfermedad.

Hasta el momento, los oncólogos no usan tratamientos personalizados de forma generalizada, y optan por aplicar fármacos con tasas de éxito razonables obtenidas en ensayos clínicos de muchos pacientes. Por ello, el desafío en terapia anticáncer pasa por diseñar estrategias que permitan escoger el tratamiento específico al que responda un tumor exclusivo. La solución basada en avatares consiste en extraer parte del tumor maligno humano de cada individuo concreto e implantarlo en un ratón (normalmente inmunosuprimido, para que el tumor evolucione rápidamente). Ese ratón será nuestro avatar, y nos permitirá evaluar las diferentes propuestas del oncólogo para escoger a cuál de ellas responde (o responde mejor) nuestro cáncer (usando no uno, si no tantos ratones como sean necesarios). Este podría ser el futuro de la medicina personalizada, y, huelga decir, que un gran avance en diseño terapéutico.

Si los avatares son tan buenos ¿cuál es el problema entonces?

Veamos, un ratón en condiciones de laboratorio tiene una vida media superior a los dos años. Si tenemos un paciente con un proceso maligno agresivo no podemos esperar meses para estudiar cómo responden los avatares a los diferentes tratamientos propuestos. Así que el ratón, probablemente, no sea el mejor sistema para generar avatares. Hay un modo de acelerar el proceso y es suprimir el sistema inmune del animal para que el cáncer progrese más rápido, pero aun así necesitamos varios meses de los cuales normalmente no se dispone. Para ello usamos, lo que se llaman ratones desnudos (nude mice), y que carecen de timo y donde su población de linfocitos T es residual. Así que la idea es buena, pero los tiempos de experimentación no parecen acompañar.

¿Qué porqué lo que más quiero en la vida es a mi pez cebra?

Pues por varios motivos, entre ellos la rapidez de la experimentación. Veamos la historia de la que se desprende esta idea. Todo empieza con Rita Fior, una portuguesa especialista en biología del desarrollo que usaba el pez cebra para sus estudios. Rita pensaba que el rápido desarrollo del pez cebra podría ayudar en el estudio de los procesos cancerosos. El también portugués Miguel Godinho Ferreira estudiaba a su vez la evolución de los procesos tumorales malignos, y le preocupaba cómo cambiaban los tumores con el tiempo. Miguel sabía que esta variabilidad, junto con la heterogeneidad de los tumores malignos, son algunas de las causas de la baja tasa de éxito de la quimioterapia. Por otra parte, Miguel también sabía que la administración de una quimioterapia inadecuada debilita a los pacientes y puede empeorar la evolución de su enfermedad. Por su parte, Rita conocía muy bien que muchas veces no se puede predecir la respuesta de un enfermo a un tratamiento; lo aprendió directamente de la enfermedad de su madre.

Así que a ambos científicos se les ocurrió, como idea bizarra, implantar células malignas de tumores humanos en peces cebra, concretamente a embriones de pez cebra, y esperar tan sólo unos pocos días a ver qué pasaba. A los cuatro días de la implantación de las células cancerosas los embriones presentaban tumores con las mismas características que los tumores sólidos en humanos; las células se dividían rápidamente, formaban vasos sanguíneos dentro del tumor (lo que se conoce como angiogénesis) y producían metástasis.

El siguiente paso para ambos investigadores fue probar exactamente los mismos protocolos de quimioterapia que iban a recibir los enfermos reales y estudiar su respuesta. Así que implantaron las células de tumores malignos procedentes de cinco cánceres colorrectates de humanos y los trataron de la misma forma que a los pacientes, usando incluso los sobrantes de los fármacos con los que se trataban los enfermos. Sorprendentemente los peces pudieron predecir lo que iba a ocurrir a los pacientes varios meses después de la cirugía y tras el tratamiento de quimioterapia.

Cuatro de los cinco tumores malignos se comportaron de igual forma en humanos que en peces (dos de ellos respondieron a la quimioterapia y otros dos fueron refractarios). Los humanos donantes de los peces avatares en los que la quimioterapia no funcionó tuvieron una recaída en el cáncer poco tiempo después del tratamiento. Los tumores de los peces que respondieron favorablemente también lo hicieron en sus correspondientes humanos. Estos enfermos superaron el cáncer y, según los investigadores, no han vuelto a recaer.

Así que el plan se atisba en el horizonte. En un escenario un poco menos futurista que en la película ambientada en la luna del planeta Polifemo, y si todo progresa adecuadamente, tal vez los hospitales del mañana dispongan de protocolos de implantación de las células malignas de sus pacientes oncológicos en sus correspondientes peces. Si esto es así, el método de quimioterapia a aplicar al enfermo se seleccionará de entre aquellos peces que respondan mejor a las diferentes variantes terapéuticas que proponga el oncólogo.

Así que, tal vez, en un futuro no muy lejano, los familiares del enfermo visitarán con más interés las instalaciones de los acuarios de los peces avatares de los hospitales, que al propio enfermo.

No me negarán que a veces la ciencia nos conduce a extraños escenarios.

Este post ha sido realizado por Javier Burgos (@Javisburgos) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Referencias y más información:

• Fior R, Póvoa V, Mendes RV, Carvalho T, Gomes A, Figueiredo N, and Godinho Ferreira M. Single-cell functional and chemosensitive profiling of combinatorial colorectal therapy in zebrafish xenografts. PNAS 2017, 114 (39), E8234-E8243.
• Malaney P, Nicosia SV, Davé V. One mouse, one patient paradigm: New avatars of personalized cancer therapy. Cancer Lett. 2014,344(1):1-12.