La nueva tecnología que está revolucionando la medicina

Los investigadores del Cima, la Dra. Amaya López-Pascual, el Dr. Antonio Fontanellas y el Dr. Pedro Berraondo, explican las aplicaciones clínicas del ARN mensajero (ARNm), una nueva tecnología que está revolucionando la medicina.

Amaya, Antonio y Pedro tienen varias cosas en común: además de ser investigadores del Cima, los tres aplican el ARN mensajero en sus diferentes líneas de estudio, los tres trabajan con el Dr. Matías Ávila y los tres han publicado sus estudios en diferentes revistas científicas. En esta conversación a tres bandas reflexionan en voz alta sobre las virtudes de esta nueva tecnología.

El Dr. Matías Ávila, la Dra. Amaya López-Pascual, el Dr. Antonio Fontanellas y el Dr. Pedro Berraondo.

Amaya López-Pascual (AL-P): Antonio, ¿podrías explicarnos brevemente qué es el ARNm?

 

Antonio Fontanellas (AF): El ARNm es una molécula que transfiere la información genética del ADN del núcleo al lugar de la célula donde se producen las proteínas. La tecnología basada en el uso de moléculas sintéticas de ARNm está revolucionando la medicina, permitiendo la creación de terapias innovadoras y personalizadas para tratar enfermedades infecciosas, inflamatorias, genéticas y oncológicas.

Pedro Berraondo (PB): Exactamente. Podemos usar el ARNm como un mensajero que transporta las instrucciones necesarias para que las células produzcan proteínas específicas con fines terapéuticos. Esto es crucial el desarrollo de vacunas y nuevas terapias génicas.

 

AL-P: Antonio, ¿podrías contarnos que uso haces de los ARNm en tus investigaciones sobre enfermedades raras?

 

AF: En nuestro laboratorio, investigamos el uso de ARNm para corregir deficiencias proteicas en enfermedades genéticas raras, como las porfirias hepáticas. Utilizamos nanopartículas lipídicas para encapsular el ARNm, protegiéndolo y facilitando su entrega eficiente a las células hepáticas. Estas nanopartículas actúan como vehículos de precisión, que transportan el ARNm directamente a las células del hígado para garantizar que el tratamiento actúe donde es realmente necesario. Además, mediante la modificación de estas nanopartículas lipídicas, podemos dirigir el ARNm a otras células, como las de la medula ósea, el músculo o el pulmón, ampliando así el espectro de enfermedades a tratar.

PB: Es fascinante cómo estas nanopartículas pueden ser diseñadas para dirigirse a células específicas. En mi caso, estoy trabajando en inmunoterapia del cáncer. En este campo, una de las aplicaciones más prometedoras del ARNm son las vacunas personalizadas que estimulan el sistema inmunitario para atacar células tumorales específicas.

 

AL-P: Pedro, ¿puedes profundizar en cómo funcionan estas vacunas personalizadas?

 

PB: Las vacunas personalizadas contra el cáncer se crean seleccionando moléculas específicas del tumor de un paciente. Luego, codificamos estas moléculas en ARNm y las encapsulamos en nanopartículas. Cuando se administran al paciente, estas nanopartículas estimulan el sistema inmunitario para reconocer y atacar las células tumorales. Esta tecnología ofrece una nueva esperanza en el tratamiento oncológico.

AL-P: En mi caso, estoy investigando el uso del ARNm en enfermedades metabólicas como la esteatohepatitis metabólica, obesidad, diabetes… En colaboración con Moderna, hemos demostrado que el tratamiento con ARNm encapsulado en nanopartículas lipídicas puede mejorar significativamente la condición en modelos preclínicos. Este tratamiento tiene el potencial de ofrecer una solución más efectiva y menos invasiva para los pacientes.

Y en el estudio recientemente publicado el uso de los ARNm se ha aplicado para el tratamiento de la pancreatitis aguda, una enfermedad sin opciones terapéuticas específicas más allá del control de los síntomas. En este caso, las nanopartículas lipídicas transportan ARNm para producir en el hígado las dos proteínas necesarias para la regulación del metabolismo y la inflamación.

PB: Es muy ilusionante ver cómo el ARNm puede ser aplicado en diferentes áreas de la medicina. Además de nuestras investigaciones individuales, el Cima colabora con empresas como Moderna y BioNtech, y participa en proyectos estratégicos como ARNMUNE, financiado por el Gobierno de Navarra y coordinado por el Cima. Estos esfuerzos buscan aplicar la tecnología del ARNm en tratamientos innovadores y efectivos.

Es importante destacar que estas colaboraciones nos permiten avanzar más rápido y de manera más eficiente. Por ejemplo, el proyecto ARNMUNE tiene como objetivo desarrollar inmunoterapias contra el cáncer basadas en ARNm. Este estudio busca dar estabilidad a la molécula de ARN, encontrar un vehículo apropiado para su transporte y crear moléculas de ARN específicas para provocar una respuesta inmune contra el tumor.

AL-P: ¿Cuáles son los principales desafíos que enfrentamos en nuestras investigaciones?


AF: Uno de los mayores desafíos en el uso terapéutico del ARNm es su estabilidad. De forma natural, esta molécula es muy inestable y se degradaba rápidamente. Sin embargo, hemos avanzado en técnicas para estabilizarlo, modificando la molécula y encapsularlo en nanopartículas lipídicas. Otro desafío es la entrega específica del ARNm a las células diana sin desencadenar una respuesta inmune adversa, un aspecto crucial para su seguridad y eficacia terapéutica.
PB: Además, la producción personalizada de vacunas de ARNm para cada paciente representa un desafío logístico y económico. Identificar los neoantígenos específicos de cada tumor y producir el ARNm correspondiente requiere tiempo y recursos. También necesitamos realizar ensayos clínicos más amplios para consolidar los resultados iniciales y asegurar la eficacia y seguridad de estas terapias.


AL-P: ¿Qué avances recientes hemos logrado en nuestras investigaciones?


AF: Recientemente, hemos desarrollado un modelo animal clave para investigar enfermedades raras como la porfiria aguda intermitente. Este modelo nos ha permitido confirmar la seguridad y eficacia del tratamiento sistémico con ARNm en nanopartículas lipídicas. Hemos comprobado que su administración repetida no genera respuestas inmunes adversas, lo que es un gran avance para su aplicación clínica.
PB: En el campo de la inmunoterapia del cáncer, hemos logrado avances significativos con las vacunas de ARNm. Una vacuna de ARNm se encuentra en la última fase de ensayos clínicos en pacientes con melanoma metastásico. Si los resultados son positivos, se aprobará su uso en otros pacientes. Además, estamos trabajando en estrategias para modificar linfocitos T con ARNm para que expresen proteínas específicas que ataquen tumores, lo que ha mostrado resultados prometedores en modelos preclínicos.
AL-P: En el ámbito de las enfermedades metabólicas, hemos logrado mejorar significativamente la condición de modelos preclínicos de esteatohepatitis metabólica, reducir la grasa corporal y mejorar la sensibilidad a la insulina con una dosis semanal de ARNm de FGF19 encapsulado en nanopartículas lipídicas durante seis semanas. Este avance podría ofrecer una nueva opción de tratamiento para pacientes con esta enfermedad.
Y en el caso de pancreatitis aguda los resultados de nuestro estudio muestran que una sola administración de ARNm de FGF21 y APOA1 reduce el daño pancreático y hepático en modelos experimentales, lo que sugiere un efecto protector y antiinflamatorio. El ARNm tiene el potencial de transformar el panorama clínico y mejorar la calidad de vida de los pacientes. Los avances que hemos logrado y las posibilidades futuras son muy esperanzadoras.
 

¿Qué es el ARN mensajero?

El ARNm es una molécula que lleva la información genética del ADN a los sitios de l las células donde se producen las proteínas. Esta tecnología ha revolucionado la medicina, permitiendo la creación de terapias innovadoras y personalizadas.

 

Ventajas del ARNm


•    Rapidez y eficiencia: Las terapias basadas en ARNm son de producción rápida y pueden producir efectos terapéuticos en cuestión de minutos.


•    Seguridad: Tanto el ARNm como las nanopartículas lipídicas pueden modificarse para minimizar su interacción con sistema inmunitario, reduciendo el riesgo de reacciones adversas. A diferencia de las terapias génicas tradicionales, el ARNm actúa exclusivamente en el citoplasma sin ingresar al núcleo celular, lo que garantiza un efecto  transitorio sin cambios permanentes en el genoma.


•    Versatilidad: El ARNm puede ser modificado para tratar diversas enfermedades, desde condiciones metabólicas, hasta enfermedades infecciosas o cáncer.