Científicos intentan crear un mapa del sistema inmunológico

Científicos alrededor del mundo terminaron de mapear el genoma humano completo en 2003. Hasta ahora, este ha sido el proyecto biológico colaborativo más grande del mundo.

Pero hay otro sistema corporal humano cuya necesidad de mapear es crítica, especialmente en la era del COVID-19: el sistema inmunológico. Comprender cómo el cuerpo obtiene el mayor provecho de sus miles de millones de células inmunes conectadas para combatir enfermedades podría ser la clave de asegurar la futura salud de todos.

Mapear el sistema inmunológico completo puede ayudar a explicar por qué la gente reacciona de diferente manera a los virus, al cáncer y a las enfermedades autoinmunes y degenerativas.

“Imagínense que estamos haciendo algo parecido a Google Maps”, dijo Luis Voloch, director tecnológico y cofundador de Immunai, un startup con sede en Tel-Aviv, Israel.

“Tenemos un mapa muy detallado que nos ayuda a comprender dónde están las cosas. Empleamos este mapa para descifrar a dónde llevar al sistema inmunológico para hacer nuevos fármacos y ediciones genéticas”.

Algunos de estos fármacos nuevos serán desarrollados en colaboraciones; otros se están preparando internamente.

Cuando funciona correctamente, el sistema inmunológico combate las infecciones. Un sistema inmunológico hiperactivo puede llevar a una enfermedad autoinmune. Cuando no funciona bien, puede aparecer el cáncer.

La pregunta que por años ha llamado la atención a los investigadores es por qué la inmunoterapia, que aprovecha el sistema inmunológico para combatir los patógenos, funciona para algunas personas y para otras no.

“Identificar la terapia correcta para el paciente correcto sigue siendo un reto, debido a la tremenda complejidad del sistema inmune”, dijo Voloch. “Lo que todavía no sabemos supera por mucho lo que sí sabemos”.

Immunai tiene mucho trabajo por delante.

Células T con CAR

Para algunos de sus tratamientos, Immunai está trabajando con células T con CAR, las cuales, se ha comprobado, son efectivas para tratar ciertos tipos de cánceres de la sangre.

Las células T, junto con los anticuerpos, se encuentran entre los principales componentes del sistema inmunológico. Tomar células T de un paciente con cáncer y manipularlas con un receptor sintético puede destruir las células cancerígenas. La parte “CAR” (viene de “receptor de antígeno quimérico”) conduce a las células T manipuladas hacia los tumores.

El primer paso del proceso, dijo Voloch, “es dividir a las células según los diferentes tipos. El sistema inmunológico tiene docenas de distintos participantes que realizan distintas funciones. Algunos buscan invasores, otros son los que realmente se ocupan de eliminar del cuerpo lo que no debería estar allí”.

“Entonces, primero, nosotros desciframos cuáles de estos participantes vemos cuando ‘leemos’ a una célula. Después de eso, podemos entender cómo estos participantes se desempeñan juntos. Buscamos patrones: pacientes que responden bien a ciertos medicamentos frente a aquellos que no. ¿Si tienen estos últimos un patrón específico que los anteriores no tenían, nos dará una idea para nuevos medicamentos?

Convertir los componentes químicos del sistema inmunológico en un código no es una tarea fácil.

“Tenemos miles de millones de moléculas que convertimos en bits en la computadora”, dijo Voloch.

Las células están encapsuladas en una pequeña gota de aceite; cada gota tiene una especie de código de barras. Así es como se generan las largas secuencias de números y letras que representan el ADN, ARN y las proteínas en el cuerpo.

La base de datos de Immunai está creciendo rápidamente con la motivación de crear “no solamente uno o dos fármacos en cinco años, sino docenas de medicamentos en diez años”.

Uno de los posibles candidatos a fármacos se basa en las células NKT (células T asesinas naturales) con CAR para tratar el neuroblastoma, un cáncer de ciertos tejidos nerviosos. Los resultados del primer ensayo en humanos de terapia con células NKT con CAR se publicaron en Nature Medicine.

Pensando más allá de los límites

El equipo interdisciplinario de 70 personas de Immunai incluye inmunólogos, genetistas, expertos en aprendizaje automático y expertos en inteligencia artificial.

“A los israelíes no les gusta trabajar de manera en que no puedan pensar fuera de los estándares”, dijo Voloch. “Este es un caldo de cultivo para los ambientes multidisciplinarios”.

La empresa ha recaudado 80 millones de dólares de TLV Partners, Viola Ventures, Dexcel Pharma , iAngels y otros. La mitad del equipo se encuentra en Tel Aviv, y el resto en Nueva York y en San Francisco.

A principios de este año, Immunai compró Dropprint Genomics, una startup con sede en San Francisco que incorpora el aprendizaje automático a los datos de CRISPR. Esa adquisición fue la impulsora del trabajo de Immunai en el desarrollo de fármacos.

“Hemos hecho cientos de ediciones CRISPR”, dijo Voloch. “Tenemos una tecnología que puede trazar las ediciones que se pueden hacer y optimizar cuáles son las más importantes. Esperamos que reduzca la toxicidad e incremente la vida de un paciente”.

El enfoque de Immunai cambia el paradigma típico del desarrollo de fármacos que tiende a considerar una enfermedad o un gen específico de forma aislada.

“En Immunai, nos dimos cuenta de que deberíamos estudiar juntas todas estas enfermedades relacionadas con el sistema inmunológico, para encontrar patrones sobre cómo este sistema combate el cáncer y las enfermedades autoinmunes”, dijo Voloch.

“La misma célula puede jugar un papel en diferentes enfermedades. O puede haber distintas vías que desempeñan funciones similares. Ese es el punto detrás de Immunai: podemos encontrar estas conexiones y acelerar el aprendizaje. El mapeo del sistema inmunológico es solo la primera mitad de la historia. La segunda es utilizar el mapa para reprogramar el sistema inmunológico”.

Dos formas de atacar

Immunai ha estado analizando la función de las células T con CAR desde el primer día.

“Tenemos un objetivo validado que creemos que podría tener un impacto en muchos medicamentos”, dijo Voloch. La empresa se enfoca en el cáncer y las enfermedades autoinmunes como la EII (enfermedad inflamatoria intestinal).

El cáncer y la EII funcionan de maneras casi diametralmente opuestas.

“El cáncer ocurre cuando el sistema inmunológico pisa el freno”, dijo Voloch. “En la autoinmunidad, el cuerpo pisa el acelerador”.

Voloch dijo que está especialmente entusiasmado con la forma en que la base de datos de Immunai podría ayudar a encontrar tratamientos muy necesarios para las enfermedades autoinmunes.

Voloch creció en Brasil, antes de obtener su maestría en ingeniería eléctrica e informática del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Después de mudarse a Israel, trabajó para la startup de genealogía MyHeritage antes de conocer a Noam Solomon, director ejecutivo de Immunai. Él y Solomon fundaron conjuntamente la empresa en 2018.

La conexión COVID

Durante la pandemia, Immunai colaboró con la Universidad de Tel Aviv para desarrollar un cóctel de coronavirus que aprovechó los conocimientos de Immunai sobre cómo reaccionarían diferentes células inmunes en diferentes pacientes con COVID-19.

“Immunai es una fusión de inmunoterapia contra el cáncer, por un lado, e inteligencia artificial por el otro”, dijo Voloch. “La inteligencia artificial fue el niño sentado hasta atrás en el aula durante décadas. La gente no creía que hubiera una forma de clasificar las imágenes como puede hacerlo ahora la inteligencia artificial”.

Lo mismo ocurrió con la inmunoterapia, que no se tomó en serio hasta que James Allison y Tasuko Honjo recibieron el Premio Nobel de 2018 por su revolucionario trabajo.

Voloch no ha ganado un Premio Nobel, pero Immunai fue nombrada una de las empresas más prometedoras de 2021, por la revista de negocios israelí “Calcalist”. Fue reconocido nuevamente en 2021, como parte de los premios Ideas que Cambian al Mundo (World Changing Ideas Awards) de Fast Company.

“Creemos que estamos construyendo la empresa biofarmacéutica del futuro”, dijo Voloch. “Los datos y el software están impulsando el cambio. Un experimento siempre debe tratarse como datos a largo plazo. Eso es diferente de cómo las empresas farmacéuticas tradicionales usan los datos. Este tipo de mentalidad tecnológica es nuestra principal diferenciación cultural”.

Para obtener más información sobre cómo Immunai está mapeando rápidamente el sistema inmunológico, haga click aquí.

La creación de un mapa del sistema inmunológico se publicó primero en Israel21C.

(Traducción de Yerem Mújica. Editado por Yerem Mújica y Melanie Slone)