Stage I: Development of Immunotherapies in Breast Cancer
Authors: Salazar-Garcés Luis Fabián , Tayupanta Jesús Onorato Chicaiza , Jara Graciela de las Mercedes Quishpe , Suero Lizette Elena Leiva 
Published: December 2024

Introducción

El cáncer de mama es uno de los tipos de cáncer más frecuentes en mujeres, y a pesar de los avances en terapias oncológicas, todavía representa un desafío importante para la medicina. La bioinformática es una disciplina interdisciplinaria que combina la biología, la informática y la matemática para el análisis de datos biomédicos, y su uso en el desarrollo de nuevas terapias oncológicas contra el cáncer de mama puede ser de gran importancia. La bioinformática puede ayudar a identificar nuevos blancos terapéuticos y a desarrollar terapias más personalizadas, basadas en las características genéticas y moleculares específicas de cada paciente. Además, la bioinformática puede ser utilizada para analizar grandes cantidades de datos clínicos y experimentales, lo que permite una mejor comprensión de la biología del cáncer de mama y la identificación de nuevos mecanismos de acción. Otra ventaja del uso de la bioinformática en el desarrollo de terapias oncológicas es que permite la simulación virtual de diferentes estrategias terapéuticas, lo que permite evaluar su eficacia y seguridad antes de llevar a cabo ensayos clínicos en humanos. Esto puede reducir los costos y el tiempo necesario para el desarrollo de nuevas terapias, y aumentar la probabilidad de éxito. A pesar de los avances en terapias oncológicas, todavía representa un importante desafío para la medicina. La utilización de biofármacos basados en proteínas recombinantes en el desarrollo de nuevas terapias oncológicas contra el cáncer de mama puede ser una estrategia prometedora para mejorar el tratamiento de esta enfermedad. Los biofármacos basados en proteínas recombinantes son productos terapéuticos que utilizan proteínas producidas a partir de células recombinantes para tratar enfermedades. Estos productos pueden ser diseñados para actuar específicamente sobre blancos terapéuticos y ofrecer una mayor eficacia y seguridad en comparación con otros tratamientos. Además, la producción de proteínas recombinantes es un proceso más reproducible y confiable que la producción de proteínas a partir de tejidos animales o humanos, lo que puede mejorar la disponibilidad y calidad de los biofármacos.

Objetivos

Desarrollar una terapia inmunológica en Cáncer de Mama a partir del Análisis in Silico previa identificación de BAX y Bcl-2 en modelos celulares MCF 7.

Método

La investigación que se propuso fue un trabajo enfocado en el desarrollo de nuevas tecnologías terapéuticas en Oncología, es una investigación aplicada, un estudio explicativo de corte experimental longitudinal y prospectivo, que comprende la Etapa I en el desarrollo de inmunoterapias en Cáncer de Mama:

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Análisis In Silico (análisis de bioinformática) sobre la secuencia FASTA de la proteína BAX y de las isoformas descritas en la laiteratura científica y que tienen depositadas sus secuencias genéticas en los diferntes bancos de datos.

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Análisis de dominios proteicos y comparación de las modificaciones postraduccionales en cada una de las isoformas.

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Predicción, refinamiento y validación de la estructura terciaria de proteínas, de epítopos de células B, de sitios de clivado de epítopos de células T.

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Selección de los residuos de aminoácidos con las puntuaciones más altas en los resultados de predicción para experimentar mutagénesis in silico y observar si el proceso de aramozación de codons genera mutaciones desestabilizadoras en las regiones del epítopo.

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Curación manual para asegurar que la mutagénesis no ocurriera en sitios que pudieran conducir a una ruptura completa en la estructura secundaria o, en consecuencia, en la estructura terciaria de la proteína original.

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Evaluación de las estabilidades y flexibilidades de la proteína BAX wild-type y las secuencias de las isoformas realizaremos un experimento de simulación de dinámica molecular.

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Estimulación inmune y análisis de simulación inmunológica, para predecir la respuesta inmune inducida por la proteína BAXwild-type y las isoformas.

Principales resultados

De los análisis efectuados se pudieron identificar las secuebncias de 7 isoformas de la proteína Bax, las mismas que tenian diferentes características a nivel de su estructura tridimensional, sin embargo, estas isoformas poseian dominios conservados que hace que pertenezcan a la familia de las proteínas Bcl-2, además, estas isoformas presentaron diferentes pontenciales inmunogénicos en terminos de generar una determinadsa respuesta inmunológica ya sea en terminos de mediar una respuesta basada en la producción de anticuerpos o una respuesta celular. Finalmente los análisis de simulaciones de dinámica molecular mostro una estabilidad estructural de las moleculas testadas dentro de sistemas acuosos que tenian condiciones ideales de interacción.

Conclusiones

El Análisis in Sílico previa identificación de la presencia de las proteínas de la cascada apoptótica BAX y Bcl-2 en modelos celulares MCF 7, permitió la identificación de potenciales epítopos generadores de respuesta inmune celular y humoral, con efecto antitumoral, lo cual corrobora estas nuevas dianas moleculares que son la base del desarrollo de inmunoterapias adyuvantes en el cáncer de mama.