Ingenieros químicos del MIT crean nuevas nanopartículas que estimulan el sistema inmunitario para atacar tumores como el de ovario

Estas nanopartículas, que transportan la citoquina IL-12, pueden poner en marcha las células T, ayudando a eliminar tumores y evitar efectos secundarios.

Publicado originalmente por Anne Trafton | MIT News, el 31 de octubre de 2025

Los ingenieros químicos del MIT han diseñado nanopartículas que pueden administrar una molécula inmunoestimulante llamada IL-12 a las células de cáncer de ovario. Luego, la IL-12 recluta células T para atacar los tumores. Crédito: Cortesía de los investigadores; Imagen de fondo Instituto Nacional del Cáncer

La inmunoterapia contra el cáncer, que utiliza medicamentos que estimulan las células inmunitarias del cuerpo para atacar los tumores, es un enfoque prometedor para tratar muchos tipos de cáncer. Sin embargo, no funciona bien para algunos tumores, incluido el cáncer de ovario.

Para obtener una mejor respuesta, los investigadores del MIT han diseñado nuevas nanopartículas que pueden administrar una molécula inmunoestimulante llamada IL-12 directamente a los tumores ováricos. Cuando se administra junto con medicamentos de inmunoterapia llamados inhibidores de puntos de control, la IL-12 ayuda al sistema inmunitario a lanzar un ataque contra las células cancerosas.

Al estudiar un modelo de ratón de cáncer de ovario, los investigadores demostraron que este tratamiento combinado podría eliminar tumores metastásicos en más del 80 por ciento de los ratones. Cuando a los ratones se les inyectaron más células cancerosas, para simular la recurrencia del tumor, sus células inmunitarias recordaron las proteínas tumorales y las eliminaron nuevamente.

"Lo que es realmente emocionante es que podemos administrar IL-12 directamente en el espacio tumoral. Y debido a la forma en que este nanomaterial está diseñado para permitir que la IL-12 se transmita sobre las superficies de las células cancerosas, esencialmente hemos engañado al cáncer para que estimule a las células inmunitarias a armarse contra ese cáncer", dice Paula Hammond, profesora del Instituto MIT, vicerrectora de la facultad del MIT y miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer.

Hammond y Darrell Irvine, profesor de inmunología y microbiología en el Instituto de Investigación Scripps, son los autores principales del nuevo estudio, que apareció el pasado 31 de octubre en Nature Materials. Ivan Pires PhD '24, ahora postdoctorado en el Brigham and Women's Hospital, es el autor principal del artículo.

"Pisando el acelerador"

La mayoría de los tumores expresan y secretan proteínas que suprimen las células inmunitarias, creando un microambiente en el que la respuesta inmunitaria se debilita. Uno de los principales actores que pueden matar las células tumorales son las células T, pero las células cancerosas las dejan de lado o las bloquean y no pueden atacar el tumor. Los inhibidores de puntos de control son un tratamiento aprobado por la FDA diseñado para eliminar esos frenos del sistema inmunológico al eliminar las proteínas inmunosupresoras para que las células T puedan atacar las células tumorales.

Para algunos tipos de cáncer, incluidos algunos tipos de melanoma y cáncer de pulmón, quitar los frenos es suficiente para provocar que el sistema inmunológico ataque las células cancerosas. Sin embargo, los tumores de ovario tienen muchas formas de suprimir el sistema inmunitario, por lo que los inhibidores de puntos de control por sí solos generalmente no son suficientes para iniciar una respuesta inmunitaria.

"El problema con el cáncer de ovario es que nadie está pisando el acelerador. Entonces, incluso si quitas los frenos, no pasa nada", dice Pires.

La IL-12 ofrece una forma de "pisar el acelerador", al sobrecargar las células T y otras células inmunes. Sin embargo, las grandes dosis de IL-12 necesarias para obtener una respuesta fuerte pueden producir efectos secundarios debido a la inflamación generalizada, como síntomas similares a los de la gripe (fiebre, fatiga, problemas gastrointestinales, dolores de cabeza y fatiga), así como complicaciones más graves como toxicidad hepática y síndrome de liberación de citoquinas, que pueden ser tan graves que incluso pueden provocar la muerte.

En un estudio de 2022, el laboratorio de Hammond desarrolló nanopartículas que podrían administrar IL-12 directamente a las células tumorales, lo que permite administrar dosis más grandes y evitar los efectos secundarios que se observan cuando se inyecta el medicamento. Sin embargo, estas partículas tendían a liberar su carga útil de una sola vez alcanzado el tumor, lo que dificultaba su capacidad para generar una fuerte respuesta de células T.

En el nuevo estudio, los investigadores modificaron las partículas para que la IL-12 se liberara de forma más gradual, durante aproximadamente una semana. Lo lograron utilizando un enlazador químico diferente para unir IL-12 a las partículas.

"Con nuestra tecnología actual, optimizamos esa química de tal manera que haya una tasa de liberación más controlada, y eso nos permitió tener una mayor eficacia", dice Pires.

Las partículas consisten en pequeñas gotas de grasa conocidas como liposomas, con moléculas de IL-12 “atadas a la superficie”. Para este estudio, los investigadores utilizaron un enlazador llamado maleimida para unir IL-12 a los liposomas. Este enlazador es más estable que el que usaron en la generación anterior de partículas, que era susceptible de ser escindido por las proteínas del cuerpo, lo que provocaba una liberación prematura.

Para asegurarse de que las partículas lleguen al lugar correcto, los investigadores las recubren con una capa de un polímero llamado poli-L-glutamato (PLE), que les ayuda a atacar directamente las células tumorales ováricas. Una vez que llegan a los tumores, las partículas se unen a las superficies de las células cancerosas, donde liberan gradualmente su carga útil y activan las células T cercanas.

Tumores que desaparecen

En pruebas en ratones, los investigadores demostraron que las partículas portadoras de IL-12 podrían reclutar y estimular eficazmente las células T que atacan a los tumores. Los modelos de cáncer utilizados para estos estudios son metastásicos, por lo que los tumores se desarrollaron no solo en los ovarios, sino en toda la cavidad peritoneal, que incluye la superficie de los intestinos, el hígado, el páncreas y otros órganos. Incluso se podían ver tumores en los tejidos pulmonares.

Primero, los investigadores probaron las nanopartículas de IL-12 por su cuenta, y demostraron que este tratamiento eliminó los tumores en aproximadamente el 30 por ciento de los ratones. También encontraron un aumento significativo en la cantidad de células T que se acumularon en el entorno tumoral.

Luego, los investigadores administraron las partículas a ratones junto con inhibidores de puntos de control. Más del 80 por ciento de los ratones que recibieron este tratamiento dual se curaron. Esto sucedió incluso cuando los investigadores usaron modelos de cáncer de ovario que son altamente resistentes a la inmunoterapia o a los medicamentos de quimioterapia que generalmente se usan para el cáncer de ovario.

Las pacientes con cáncer de ovario generalmente se tratan con cirugía seguida de quimioterapia. Si bien esto puede ser inicialmente efectivo, las células cancerosas que quedan después de la cirugía a menudo pueden convertirse en nuevos tumores. Establecer una memoria inmune de las proteínas tumorales podría ayudar a prevenir ese tipo de recurrencia.

En este estudio, cuando los investigadores inyectaron células tumorales en los ratones curados cinco meses después del tratamiento inicial, el sistema inmunológico aún pudo reconocer y matar las células.

"No vemos que las células cancerosas puedan desarrollarse nuevamente en ese mismo ratón, lo que significa que tenemos una memoria inmune desarrollada en esos animales", dice Pires.

Los investigadores ahora están trabajando con el Centro Deshpande para la Innovación Tecnológica del MIT para crear una empresa que esperan que pueda desarrollar aún más la tecnología de nanopartículas. En un estudio publicado a principios de este año, el laboratorio de Hammond informó sobre un nuevo enfoque de fabricación que debería permitir la producción a gran escala de este tipo de nanopartículas.

La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, el Centro Marble de Nanomedicina, el Centro Deshpande para la Innovación Tecnológica, el Instituto Ragon de MGH, MIT y Harvard, y la subvención de apoyo del Instituto Koch (básica) del Instituto Nacional del Cáncer.

Paper:

“IL-12-releasing nanoparticles for effective immunotherapy of metastatic ovarian cancer”

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