Investigador Principal:

LAURA SANZ ALCOBER (2014-actualidad)

LUIS ÁLVAREZ-VALLINA (2012-2013)

Unidad de Inmunología Molecular Fundación de Investigación Biomédica Hospital Universitario Puerta de Hierro

El proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de los preexistentes se denomina angiogénesis y desempeña un papel fundamental en numerosos procesos biológicos durante el desarrollo embrionario y en la vida postnatal: reproducción, cicatrización e inflamación. El crecimiento incontrolado de los vasos sanguíneos es un trastorno subyacente en numerosas patologías: artritis reumatoide, retinopatía diabética, crecimiento y expansión de los tumores sólidos, etc. Tradicionalmente se ha considerado que los procesos de angiogénesis tumoral implican la formación de “brotes” a partir de vasos preexistentes, o más raramente, su “tabicación”. Pero recientemente se ha descrito otros mecanismos, como la incorporación de células precursoras derivadas de médula ósea (Figura 1).

 

Aunque los mecanismos moleculares responsables de la transición de una célula endotelial (CE) hacia un fenotipo angiogénico no son bien conocidos, la secuencia de eventos que conduce a la formación de nuevos vasos sanguíneos está bien documentada (Figura 1 y 2A). Activación de la CE por factores de crecimiento específicos denominados factores angiogénicos (FAs), degradación de la membrana basal (MB) del vaso y de la matriz extracelular (ECM, del inglés extracellular matrix) circundante por proteinasas secretadas por las células activadas, proliferación y migración de las CEs que originan nuevos brotes vasculares, y formación de la luz vascular y anastomosis de los brotes vasculares para formar nuevas redes capilares.

 

Diferente estudios indican que la administración sistémica de agentes antiangiogénicos tiene actividad antitumoral. Se han descrito varios tipos de terapias antiangiogénicas que interfieren con el proceso de neoformación vascular a diferentes niveles:

• Bloqueando la actividad de uno o varios FAs.

• Inhibiendo las proteinasas que degradan la ECM.

• Actuando directamente sobre las CEs.

• Regulando por exceso los inhibidores endógenos.

 

Las estrategias antiangiogénicas centradas en la ECM están dirigidas a la identificación de marcadores útiles para la liberación selectiva de agentes diagnósticos o terapéuticos en vasos neoformados. Sin embargo el uso de los componentes de la ECM como dianas para la inhibición directa del proceso angiogénicos no ha sido explorado. La MB, una forma altamente organizada de ECM, desempeña un papel fundamental en la organización y maduración de los vasos neoformados. Su acción morfogenetica depende de su capacidad para inteaccionar con receptores específicos en la superficie de la CE y resistir las fuerzas mecánicas aplicadas.

 

Recientemente nuestro grupo ha propuesto una nueva estrategia antiangiogenica basada en la identificación y bloqueo interacciones CE-ECM. Los principales desafíos de esta aproximación son:

1. Identificación de Dianas Terapéuticas (aquellos componentes de la ECM que desempeñan un papel esencial en la diferenciación endotelial).

2. Generación de los Agentes Terapéuticos (reactivos con afinidad suficiente para bloquear la interacción entre la CE y diana de la ECM)

3. Liberación adecuada de estos agentes en el punto de intervención (forma, cantidad y tiempo).

 

Nuestro grupo ha demostrado que es posible generar anticuerpos recombinantes (rAc) frente a proteínas de la BM, empleando sistemas de selección in vitro de colecciones de genes V humanos expresados en la superficie de un bacteriofago (Figura 2). Empleando como antígeno modelo laminina en su estado nativo, hemos demostrado que la mayoría de los rAc generados son altamente específicos y que algunos bloquean la interacción de diferentes tipos celulares con substratos proteicos ricos en laminina. Estos resultados indican que los rAc reconocen regiones funcionalmente activas de la molécula, y que esta interacción tiene afinidad suficiente para competir de forma efectiva con el ligando endógeno, expresado en la superficie de la CE. Uno de los rAc generados en nuestro laboratorio es capaz de modular/inhibir el proceso de morfogenesis capilar in vitro e in vivo. Este rAc se ensayó en un modelo tumoral murino donde se pudo comprobar que presentaba un claro efecto inhibidor del crecimiento tumoral.

 

Anticuerpos Recombinantes y Terapia Génica

Actualmente, el tratamiento con los anticuerpo monoclonales (AcMo) aprobados para uso terapéutico se realiza mediante inyección de la proteína purificada. Dado que su vida media es limitada, la administración debe ser repetida a fin de conseguir unos niveles lo más estables posibles. Esta sistemática, que no es inocua y tiene un coste elevado, podría ser sustituida ventajosamente por estrategias genéticas, que permitirían una producción de anticuerpo constante y sostenida en el tiempo, con una sola administración del vector. Diferentes trabajos han demostrado la capacidad de células humanas modificadas genéticamente para procesar adecuadamente y secretar rAc, tanto de origen murino como de origen humano, en cantidades apreciables y en forma funcionalmente activa. El procesamiento es independiente del formato del rAc, las células procesan con similar eficacia fragmentos recombinantes con formato de fragmento Fv de cadena única (scFv, del inglés single-chain Fv) y con formato diabody.

El empleo de sistemas de transferencia genética ha generado nuevas funciones para los rAc:

Anticuerpos Intracelulares:

Los rAc se pueden expresar y dirigir hacia subcompartimentos celulares específicos cuando se les incorpora las secuencias apropiadas para el tráfico intracelular. Estos anticuerpos se denominan intrabodies , y han demostrado su eficacia no sólo para desviar proteínas de su compartimento habitual o bloquear interacciones entre proteínas implicadas en vías de señalización, sino también para activar proteínas intracelulares.

Receptores quiméricos:

proteínas de fusión formadas por un dominio de reconocimiento (rAc) unido a las porciones transmembrana e intracelular de una proteína con capacidad de transducir la señal, por lo general la porción citoplasmática de una cadena del complejo TCR-CD3 de la célula T , aunque también se han empleado receptores FcR como dominio de transmisión de señales.

 

Figura 1. Representación esquemática del proceso de neoformación vascular. (B) Ensayo de morfogenesis capilar in vitro. (C) Estrategia de selección y screening de una librería de fragmentos de anticuepos expresados en la superficie de un bacteriofago.

 

Figura 2. Anticuerpos Recombinantes y Terapia Génica. Células humanas modificadas genéticamente (células tumorales, células inmunes o células progenitoras) pueden procesar y expresar anticuerpos recombinantes, en cantidades apreciables y en forma funcionalmente activa. Estas estrategias incluyen la producción de anticuerpos solubles (anticuerpos monoespecíficos o biespecíficos), la expresión en compartimentos celulares específicos de anticuerpos intracelulares y la expresión de anticuerpos como proteínas de fusión en la superficie de una célula inmune efectora (receptores quiméricos) o en la superficie de una célula tumoral (ligandos artificiales).