Atenuación de la virulencia
La ingeniería de las bacterias para minimizar su virulencia contra el sistema inmunitario del huésped es también esencial46,47. Hay que tener en cuenta que algunos factores de virulencia bacteriana pueden ser responsables de su actividad antitumoral intrínseca. Por lo tanto, la atenuación debe lograrse sin la ablación de su actividad antitumoral. Por ejemplo, en los patógenos humanos, las cepas fatalmente tóxicas se han convertido en cepas en gran medida seguras mediante la supresión de los principales genes de virulencia2,10,21. VNP20009, una cepa atenuada de S. Typhimurium, se generó mediante la supresión de los genes msbB y purI; esta cepa se ha estudiado ampliamente en ratones portadores de tumores y muestra una prometedora especificidad para atacar tumores y efectos inhibitorios28,48,49,50. La supresión de msbB en el género Salmonella da lugar a la miristoilación del componente lipídico A del LPS, lo que resulta en una reducción significativa de la inducción de TNF impulsada por el LPS y puede reducir el riesgo de shock séptico51. Posteriormente, el VNP20009 se probó en ensayos de fase I en pacientes humanos con cáncer51,52,53,54. Lamentablemente, el VNP20009 careció de especificidad tumoral y no tuvo un valor claro en el tratamiento de los tumores en los pacientes52,54,55. Este fracaso podría atribuirse al lípido A pentaacilado producido por VNP20009, que es un antagonista de TLR456. Para modificar la estructura del LPS a fin de mantener la actividad antitumoral, se generaron cepas mutantes de Salmonella que producen un lípido A hexa-acilado homólogo, que tiene una alta afinidad por el TLR4, mediante la deleción de los genes pagP, pagL y lpxR47,57,58. Estas mutaciones no afectaron a la virulencia en el fondo mutante msbB59. Las mutaciones en rfaG y rfaD dan lugar a la producción de LPS truncado, lo que resulta en una toxicidad y especificidad tumoral atenuadas; sin embargo, los efectos antitumorales de estas bacterias también disminuyeron. La integración cromosómica de los genes biosintéticos del LPS en el locus araBAD superó estas limitaciones, y la cepa mutante mostró una virulencia atenuada y efectos terapéuticos60.
Otra cepa de Salmonella no tóxica fue diseñada mediante la regulación a la baja de la expresión de genes asociados a la endotoxina o mediante la inhibición de su actividad funcional. Las cepas de Salmonella relA- y spoT-mutantes defectuosas en la síntesis de ppGpp, una molécula de señalización implicada en la expresión del gen de la toxina, mostraron una toxicidad insignificante. El valor LD50 de la cepa ΔppGpp aumentó hasta 105-106 veces en comparación con las cepas de tipo salvaje61. La cepa ΔppGpp tuvo una excelente actividad antitumoral a través de su capacidad para activar el inflamasoma (NLRP3, IPAF) e inducir la expresión de varias citoquinas proinflamatorias (IL-1β, IL-18 y TNF-α)21. La deleción de los genes phoP y phoQ no afectó a la actividad antitumoral de Salmonella, mientras que las deleciones redujeron su virulencia en el tejido normal62. Las cepas que llevan estas mutaciones se han utilizado para producir una excelente vacuna y, recientemente, se han utilizado como sistema de administración de terapias tumorales63,64,65,66,67. La administración oral de una cepa mutante de S. Typhimurium deficiente en la síntesis del sistema de transporte de zinc ZnuABC puede inducir una respuesta inmunitaria eficaz que protege a los ratones contra las infecciones intestinales68. Las mutaciones en los genes que codifican la adenina metilasa del ADN, la adenilato ciclasa y la proteína receptora del monofosfato de adenosina cíclico, que participan en varias vías de regulación de genes patógenos, podrían reducir la toxicidad bacteriana in vivo69. La supresión del gen gmd en Salmonella inhibió la formación de biopelículas e indujo una respuesta inmunitaria en una fase temprana de la infección28,57. Además, la deleción de htrA, STM3120 y slyA redujo significativamente la supervivencia bacteriana en macrófagos, así como los efectos anticancerígenos de la bacteria70. La deleción de genes implicados en la invasión celular puede atenuar la citotoxicidad de Listeria monocytogenes. La deleción de Hly provoca defectos en la liberación de fagolisosomas52,71,72. Las cepas mutantes de L. monocytogenes que carecen de las secuencias actA o ActA PEST-like también carecen de capacidad de difusión intercelular73,74, y las cepas mutantes que carecen de inlA e inlB son defectuosas para la invasión75,76.
La introducción de mutaciones específicas dependientes de nutrientes en las bacterias es un enfoque adicional para mejorar la proliferación específica de tumores con atenuación de la virulencia. La cepa de Salmonella A1-R, que es auxotrófica para la leucina y la arginina, coloniza preferentemente los tumores, presenta efectos antitumorales y aumenta la susceptibilidad de los tumores a la quimioterapia22,77,78,79. Se modificó una cepa de L. monocytogenes para que fuera auxotrófica para el componente de la pared celular d-alanina mediante la inactivación del locus dal/dat. Esta cepa mutante estaba muy atenuada y podía inducir linfocitos T citotóxicos22,80. Las cepas de Salmonella SL3261 y SL7207, que llevan una deleción aroA, y BRD509, que es una cepa mutante doble aroA/aroD que es auxotrófica para los aminoácidos aromáticos, están muy atenuadas y no se dispersan libremente en el huésped29,57,81,82,83,84,85. Otra cepa de S. Typhimurium, YB1, que se derivó de SL7207 colocando el gen esencial asd bajo el control de un promotor inducido por la hipoxia, no podía sobrevivir en el tejido normal sin un suministro exógeno de ácido diaminopimélico, aunque sí podía colonizar los tumores hipóxicos; por lo tanto, esta cepa causa un daño reducido en el tejido normal a la vez que conserva su capacidad para atacar tumores21,47,86,87. Además, la deleción de los genes purI y purD dio lugar a la necesidad de adenina exógena, lo que aumentó la capacidad de la bacteria para proliferar eficazmente en regiones ricas en purinas, como el tejido tumoral2,88. Las cepas bacterianas atenuadas utilizadas para la terapia del cáncer se enumeran en la Tabla 1.
Mejora de la orientación tumoral
Los enfoques de ingeniería utilizados para mejorar la orientación tumoral de las bacterias también pueden aumentar tanto la seguridad como la eficacia antitumoral. En uno de los enfoques para lograr estos resultados, se modificó genéticamente la cepa SHJ2037, deficiente en ppGpp, para que mostrara ligandos específicos para tumores en la superficie celular. Se fusionó un péptido Arg-Gly-Asp que se une a la integrina αvβ3 con la proteína A de la membrana externa para impulsar su expresión en la superficie bacteriana89. La cepa resultante mostró una mayor especificidad tumoral y una actividad antitumoral notablemente mayor en las células de cáncer de mama MDA-MB-231 y en los xenoinjertos de melanoma MDA-MB-435 que sobreexpresaban la integrina αvβ3. Las bacterias también fueron diseñadas para dirigirse a antígenos asociados al tumor, como el antígeno carcinoembrionario o el antígeno asociado al linfoma CD20. Estas cepas tuvieron efectos anticancerígenos eficaces y redujeron la acumulación bacteriana inespecífica en el hígado y el bazo90,91. Aprovechando la unión biotina-estreptavidina, se construyó una cepa de L. monocytogenes en la que las células estaban recubiertas con nanopartículas cargadas de plásmidos que expresaban un gen de bioluminiscencia. Esta cepa, denominada microrobot, entregó moléculas de ácido nucleico funcionales a tumores sólidos y pudo ser rastreada mediante imágenes de bioluminiscencia60,92,93. Una alternativa interesante que puede aumentar la selectividad de los tumores es el despliegue de adhesinas sintéticas (SA) en la superficie de E. coli. Las SAs tienen una estructura modular que consiste en un dominio β estable necesario para el anclaje a la membrana externa y dominios de inmunoglobulina expuestos en la superficie con alta afinidad y especificidad que pueden ser seleccionados de grandes bibliotecas94. Las cepas probióticas mostraron una mejor especificidad tumoral al aumentar la capacidad de inyección de las bacterias sin atenuar sus propiedades intrínsecas95,96,97,98,99. Las células probióticas de E. coli Symbioflor-2 se eliminaron muy rápidamente del bazo y del hígado y sólo sobrevivieron en un tumor, lo que indica una eficiente orientación tumoral. Los ratones infectados con una cepa probiótica de Salmonella toleraron una gran carga bacteriana sin ningún síntoma patológico; sin embargo, es necesario mejorar el sistema de administración de la carga útil debido a la menor eficacia terapéutica de la cepa, a pesar de su excelente seguridad in vivo57.
Estrategias de expresión de fármacos
La mayoría de las cargas útiles administradas por bacterias dirigidas a tumores son tóxicas tanto para las células tumorales como para las células normales; por ello, se prefiere un control estricto de su producción en lugar de una expresión constitutiva. La activación precisa de la expresión de la carga útil puede maximizar sus efectos terapéuticos y minimizar la toxicidad sistémica. Teóricamente, se puede construir un sistema de expresión génica controlable insertando una secuencia promotora específica antes del gen que codifica el fármaco, confiriendo así un control transcripcional a través de señales externas. Este sistema permite gestionar el momento y la localización de la producción del fármaco in vivo. Las estrategias para este tipo de regulación génica, o desencadenamiento, pertenecen en su mayoría a las tres categorías siguientes: desencadenamiento interno, autodesencadenamiento (quorum sensing-QS) y desencadenamiento externo100.
A diferencia del tejido normal, las EMT tienen propiedades especiales, como la hipoxia, la acidosis y la necrosis, que las bacterias pueden percibir y utilizar para mejorar la especificidad del tumor101. Por ejemplo, los promotores inducibles por hipoxia, como los de HIP-1 y pepT, se activan por la reducción de fumarato y nitrato en el entorno hipóxico del tejido tumoral102,103,104. Este sistema de expresión inducible por hipoxia fue diseñado para funcionar sólo en condiciones anaeróbicas para la expresión de genes esenciales como el asd105. Flentie et al. identificaron cinco secuencias promotoras específicamente activadas por los microambientes ácidos asociados a las células cancerosas in vitro y a los tumores in vivo. Los promotores específicos de la acidosis se identificaron utilizando un reportero de transposón sin promotor diseñado a medida que codifica la luciferasa bacteriana para examinar una biblioteca de 7400 mutantes de inserción de transposón de Salmonella independientes en cocultivo con células de melanoma o carcinoma de colon. Una cepa atenuada de Salmonella que expresa la toxina Shiga bajo el control de un promotor inducido por un pH bajo mostró una fuerte selectividad tumoral y actividad antitumoral106. Se diseñó un sensor de glucosa en E. coli mediante la fusión sintética del quimiorreceptor Trg con el osmosensor EnvZ. En esta construcción, Trg aporta los dominios periplásmico y transmembrana, así como un corto segmento citoplasmático, y EnvZ contribuye con el dominio cinasa/fosfatasa citoplasmático. Las bacterias diseñadas detectan los niveles de glucosa en las masas de células tumorales y responden a la actividad metabólica del tumor, lo que posiblemente conduzca a su efecto terapéutico. Es probable que estas características se conserven en otros miembros de esta familia de sensores107.
Las bacterias pueden colonizar y proliferar en las EMT en una proporción tumor-tejido normal superior a 10.000; así, la EQ puede utilizarse como interruptor de la expresión génica108,109. Un sistema útil de EQ está regulado por un autoinductor, la proteína sintética LuxI, y la proteína reguladora transcripcional LuxR. La acilhomoserina lactona (AHL) producida por LuxI, que depende de la densidad bacteriana, activa LuxR y promueve la transcripción de sus genes objetivo. Los sistemas de EQ dependientes de la concentración de AHL se han utilizado con éxito para expresar altamente proteínas heterólogas en tumores colonizados por bacterias90,109,110,111. El enfoque de la EQ se ha utilizado para introducir una variedad de circuitos de genes. Por ejemplo, la introducción de un circuito de lisis sincronizado en bacterias mejoró la eficacia anticancerosa al permitir la liberación del fármaco a través de la introducción periódica del autoinductor (retroalimentación positiva) y la activación resultante de un gen de lisis del bacteriófago (retroalimentación negativa)108.
Además de la activación interna y la autoactivación, la expresión de los circuitos génicos también puede ser controlada por inductores externos, incluyendo sustancias químicas como la l-arabinosa, el ácido salicílico (ASA) y la tetraciclina. La transcripción del promotor de PBAD puede controlarse mediante una interacción entre el represor AraC y la l-arabinosa5,112. En una cepa de Salmonella atenuada, la expresión impulsada por pBAD de cargas terapéuticas de un plásmido podría regularse mediante la administración intravenosa o intraperitoneal de l-arabinosa20,21,113. Una cepa de Salmonella con una mutación en el operón Ara, que da lugar a una alteración del metabolismo de la l-arabinosa, presenta una fuerte activación del promotor de PBAD114. En el sistema de expresión de ASA, la regulación del gen está controlada por el promotor Pm dependiente de XylS2115,116,117. Una cepa atenuada de Salmonella que alberga un sistema de expresión de ASA en un plásmido o en el cromosoma permitió una regulación eficiente de los genes que codifican las enzimas convertidoras de profármacos (véase más adelante) y condujo a una marcada reducción del crecimiento tumoral115. El sistema de expresión pTet está regulado simultáneamente por los promotores bidireccionales PtetA y PtetR, que son inducidos por la tetraciclina o la doxiciclina118. En un estudio preclínico, se insertaron un gen reportero y un gen terapéutico bajo estos promotores bidireccionales para visualizar el proceso de orientación y administrar fármacos terapéuticos, respectivamente7. Este sistema químicamente inducible se regula de forma dependiente de la dosis y el tiempo119 ; por lo tanto, las imprecisiones en el momento de la administración del inductor o en la dosis del mismo pueden conducir a una expresión no específica o subóptima de las moléculas diana en las EMT. Un sistema inducible alternativo utiliza el promotor recA inducible por radiación48. La radiación provoca daños en el ADN que activan la transcripción de los genes bajo el control del promotor recA. Este método combina los efectos terapéuticos de la radioterapia con la inducción dependiente de la radiación de la expresión de genes anticancerosos120. La inducción de la expresión del ligando inductor de la apoptosis relacionado con el TNF (TRAIL) mediante una dosis de 2 Gy de γ-irradiación 48 horas después de la administración de la cepa de Salmonella manipulada retrasó significativamente el crecimiento de las células de cáncer de mama 4T148. La radiación es ventajosa porque puede penetrar en el tejido tumoral y utilizarse para el tratamiento localizado. Sin embargo, la radiación también puede causar toxicidad al inducir daños en el ADN de las células sanas que rodean al tumor y probablemente cause mutaciones fatales en las bacterias terapéuticas que podrían atenuar su efecto terapéutico101.
Entrega de fármacos
A pesar de los estudios sobre los efectos antitumorales de las bacterias, éstas por sí solas suelen ser insuficientes para suprimir los tumores por completo. Para mejorar los resultados positivos de la terapia bacteriana contra el cáncer, se ha explorado la utilidad de los sistemas de expresión eucarióticos y procarióticos para la administración de cargas terapéuticas, incluyendo agentes citotóxicos, enzimas convertidoras de profármacos, reguladores inmunitarios, moléculas dirigidas al estroma tumoral y siRNAs (enumerados en la Tabla 2). Los sistemas de expresión procariótica mencionados anteriormente son los más utilizados, y dependen de la transformación de bacterias con plásmidos procarióticos que codifican los genes diana70,121,122; en cambio, los sistemas de expresión eucariótica implican la transducción de células huésped, como las células inmunitarias o tumorales, con plásmidos eucarióticos que codifican los ADNc de los genes diana123.
Agentes citotóxicos
Los agentes citotóxicos transportados por bacterias dirigidas a tumores pueden tener una actividad antitumoral intrínseca. En combinación con el uso de promotores inducibles, la expresión de los agentes citotóxicos puede controlarse estrechamente para reducir sus efectos tóxicos en el tejido normal. La citolisina A (ClyA), una proteína hemolítica formadora de poros de 34 kDa producida por E. coli, S. Typhimurium y Paratyphi A, puede ser transportada a la superficie bacteriana y secretada sin modificación postraduccional. Varias cepas bacterianas, como E. coli y S. Typhimurium atenuado, han sido diseñadas para expresar ClyA a partir de un promotor constitutivo5 o de promotores inducibles activados por arabinosa5 o doxiciclina7, y estas cepas han mostrado excelentes efectos inhibidores de tumores.
La inducción de la apoptosis en las células tumorales es una prometedora estrategia terapéutica contra el cáncer. La apoptina, una proteína derivada del virus de la anemia del pollo, induce selectivamente la apoptosis en un gran número de tipos de células cancerosas humanas a través de una vía independiente de p53 e insensible a Bcl-2, sin efectos en el tejido normal124. Al transformar un plásmido de expresión eucariota que codifica la apoptina (pCDNA3.1) en una cepa atenuada de S. Typhimurium, Wen et al. observaron una regresión tumoral significativa con una toxicidad sistémica mínima en ratones humanos portadores de cáncer de laringe65. Otros agentes citotóxicos que pueden utilizarse de forma similar para inducir la apoptosis son tres miembros de la familia del TNF-α (TNF-α, TRAIL y el ligando Fas); sin embargo, debido a su corta vida media y a su hepatotoxicidad, la utilidad de estos ligandos citotóxicos se ve limitada por su insuficiente exposición al tumor y sus efectos perjudiciales sobre la función hepática125. Para mejorar la biodisponibilidad y la sostenibilidad de estas proteínas, se han utilizado bacterias para llevarlas directamente a la región del tumor48,78,126,127. Forbes et al. diseñaron una cepa de S. Typhimurium no patógena que expresaba TRAIL murino bajo el control del promotor recA inducible por radiación. Tras la irradiación, se secretó TRAIL, con lo que se retrasó significativamente el crecimiento del tumor mamario y se redujo el riesgo de muerte48.
La invasina, una proteína de superficie de Yersinia, puede unirse a la integrina β1 de forma selectiva para desencadenar la entrada bacteriana en las células del huésped. Utilizando una cepa de E. coli invasora no patógena y recombinante que coexpresa la invasina y el antígeno modelo ovoalbúmina, así como LLO, Critchley-Thorne et al. demostraron que la cepa modificada podía invadir las células que expresan la integrina β1 y llevar las proteínas a los tumores para producir efectos terapéuticos en ratones128. La azurina, una proteína redox de bajo peso molecular, puede internalizarse eficazmente para iniciar la apoptosis de las células cancerosas elevando los niveles intracelulares de p53 y Bax para inducir la liberación del citocromo c mitocondrial en el citosol. La eficacia de la administración de azurina basada en E. coli para suprimir el crecimiento del melanoma de ratón B16 y del cáncer de mama de ratón 4T1 fue demostrada por Nissle en 1917; además, este enfoque también impidió la metástasis pulmonar y estimuló las respuestas inflamatorias29.
Enzimas convertidoras de profármacos
La expresión de enzimas convertidoras de profármacos puede convertirlos en agentes citotóxicos específicamente en la región del tumor. Se ha explorado la utilidad de esta estrategia para mejorar la eficacia del tratamiento del cáncer y reducir los efectos secundarios asociados a la administración sistémica. Se han administrado varias enzimas convertidoras de profármacos mediante bacterias96,129,130,131. La citosina desaminasa (CD) convierte la 5-fluorocitosina (5-FC) no tóxica en el agente quimioterapéutico 5-fluorouracilo (5-FU). El 5-FU es altamente tóxico porque se metaboliza en un producto que interfiere con la síntesis de ADN y ARN132,133,134,135. Tras la coadministración de una cepa atenuada de S. Typhimurium (VNP20009) que expresa CD de E. coli y 5-FC en pacientes, se observó la conversión de 5-FC en 5-FU, lo que indica la producción bacteriana de CD funcional en el tumor54.
El sistema timidina quinasa/ganciclovir del virus del herpes simple tipo I (HSV1-TK/GCV) es otra combinación de enzima convertidora de fármacos/fármaco que se ha estudiado ampliamente para su uso en la terapia de tumores. La expresión de HSV1-TK específica del tejido tumoral puede convertir el precursor no tóxico ganciclovir en ganciclovir-3-fosfato, una sustancia tóxica que mata las células tumorales. Liu et al. probaron la eficacia in vivo de una cepa de Bifidobacterium infantis que expresaba HSV1-TK y GCV para el tratamiento con profármacos en un modelo de tumor de vejiga de rata. Los resultados mostraron que este enfoque dirigido podía inhibir eficazmente el crecimiento del tumor de vejiga de rata aumentando la expresión de la caspasa 3 e induciendo la apoptosis131. Otra cepa de administración de enzimas convertidoras de profármacos, E. coli DH5α que expresa β-glucuronidasa, que hidroliza el profármaco glucurónido 9ACG en el inhibidor de la topoisomerasa I 9-aminocamptotequina (9AC), mostró una inhibición tumoral eficaz129. El uso del S. Typhimurium atenuado VNP20009 como vector para administrar la carboxipeptidasa G2 mostró una mayor eficacia antitumoral junto con la administración del profármaco130.
Inmunomoduladores
Las citoquinas pueden conseguir efectos antitumorales facilitando la proliferación, activación y diferenciación de las células inmunitarias, induciendo la apoptosis en las células tumorales y mediante efectos antiangiogénicos en la vasculatura tumoral. Varias citoquinas, como el GM-CSF, la IL-12 y la IL-18, han entrado en ensayos clínicos para la terapia del cáncer136. Las citoquinas expresadas por las bacterias dirigidas a los tumores se administraron específicamente a la región del tumor, donde aumentaron la respuesta inmunitaria antitumoral en la EMT20,29,49,62,137,138,139,140. La administración intravenosa de una cepa de S. Typhimurium atenuada que expresa la IL-18 inhibió el crecimiento del tumor primario en ratones, indujo una infiltración masiva de leucocitos (principalmente granulocitos) y aumentó el reclutamiento de células NK y células T CD4+, pero no de células T CD8+. Además, este enfoque también aumentó la producción de citoquinas en la región del tumor, incluida la de IL-1β, TNF-α, IFN-γ y GM-CSF49. La IL-2 es la citoquina más estudiada en el contexto de los sistemas de administración de bacterias. La administración oral de una cepa de S. Typhimurium Ty21a que expresa IL-2 inhibió el carcinoma hepatocelular (HCC) en modelos de ratón23,29. La flagelina, que activa el sistema inmunitario innato a través de TLR5, se ha establecido como un excelente adyuvante de inmunoterapia141. Nuestro grupo trató a ratones con cáncer de colon con una cepa atenuada de ΔppGpp S. Typhimurium que expresaba flagelina heteróloga y demostró que mejoraba la inmunidad antitumoral mediante la cooperación con las vías de señalización TLR4 y TLR5. Este enfoque también promueve un cambio de M2 a M1 en los macrófagos y aumenta los niveles de óxido nítrico en los tumores20.
Las bacterias diseñadas que expresan antígenos asociados a tumores pueden sensibilizar a las EMT y superar la autotolerancia despertada por las células T reguladoras, provocando así respuestas de células T efectoras y de memoria hacia las células tumorales productoras de antígenos142,143. Se ha informado de una serie de antígenos asociados al cáncer de próstata. Se han probado vacunas basadas en bacterias contra el antígeno específico de la próstata (PSA) en varios modelos de ratón139,144. La administración del gen PSA endógeno mediante el uso de S. Typhimurium atenuado SL7207 alivió la tolerancia inmunitaria a los antígenos de las células madre de la próstata murinas y retrasó significativamente el crecimiento del tumor84. Los enfoques de terapia génica que utilizan antígenos contra HER-2/neu143, NY-ESO-183, survivin88 y Mage-b145 también han mostrado efectos prometedores de inhibición tumoral.
Se ha desarrollado un gran interés en el campo de la terapia del cáncer con bloqueo de puntos de control inmunitario (BCI). A pesar del éxito de la terapia ICB en los ensayos clínicos, sólo algunos pacientes se benefician de este tratamiento. Existen varias razones para la resistencia del huésped que subyacen a este efecto, de las cuales la EMT inmunosupresora es la más importante146,147. Los estudios demuestran que la colonización del tumor por bacterias puede inducir reacciones proinflamatorias que implican una expresión elevada de IL-1β, TNF-α e IFN-γ, así como la activación de las células NK y T; por lo tanto, una combinación de BCI y terapias bacterianas puede superar la resistencia del huésped131.
Dirigirse al estroma tumoral
La angiogénesis desempeña un papel importante en el crecimiento del tumor y la metástasis. Dirigirse a la neovascularización del tumor proporciona una dirección prometedora para la terapia del cáncer. La endostatina es un fragmento C-terminal de 20 kDa del colágeno tipo XVIII que puede inhibir la generación de vasos tumorales de forma dependiente de la dosis sin efectos secundarios evidentes ni resistencia al fármaco148,149. Xu et al. clonaron la endostatina y un ARNsi contra el transductor de señales y activador de la transcripción 3 (Stat3) en una cepa atenuada de S. Typhimurium. A continuación, probaron la eficacia terapéutica de la cepa en el CHC ortotrópico y demostraron que podía inhibir la proliferación tumoral y la metástasis, reducir la cantidad de microvasculatura tumoral, aumentar las poblaciones de células T CD4+/CD8+ y los niveles de expresión de varias citoquinas inflamatorias (incluidos el IFN-γ y el TNF-α), y regular a la baja el TGF-β, las células T reguladoras y la expresión del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF)149. El VEGF y su receptor (VEGFR) regulan la angiogénesis tumoral121,145. La administración oral de S. Typhimurium SL3261 atenuado que expresa el dominio extracelular VEGFR2 inhibió el crecimiento tumoral, la neovascularización y la metástasis pulmonar. Además, los porcentajes de células T CD4+ y CD8+ en la región del tumor también aumentaron significativamente121. La endoglina (CD105) es un miembro de la familia de receptores del TGF-β. El TGF-β1 y la hipoxia pueden regular al alza el promotor del gen de la endoglina, y este promotor es muy activo en las células endoteliales tumorales. Por ello, la endoglina se ha considerado una diana para la terapia del cáncer150. Paterson et al. utilizaron vacunas basadas en Listeria contra CD105, Lm-LLO-CD105A y Lm-LLO-CD105B para tratar el cáncer de mama en un modelo de ratón. Las vacunas estimularon un sólido efecto antiangiogénico y una respuesta inmunitaria antitumoral que inhibió los tumores primarios y metastásicos151.
Silenciamiento de genes
Los ARNsi, una clase de ARN de doble cadena de 20-25 pares de bases que median el silenciamiento de genes diana específicos, han proporcionado un enfoque prometedor para la terapia del cáncer. Sin embargo, el mayor obstáculo para la terapia de interferencia de ARN es la necesidad de administrar específicamente los ARNsi a la región del tumor. Se han probado sistemas de administración basados en bacterias para ARNsi contra Stat363,122,149,152, IDO153,154, survivin155, Sox230 y la polo-like kinase 1 (PLK1) asociada al ciclo celular en modelos tumorales de ratón. La administración oral de una cepa atenuada de S. Typhimurium que alberga un plásmido de expresión eucariótica que codifica el siRNA-Stat3 mejoró la actividad de las células NK y la función de los linfocitos T y elevó el porcentaje de células T CD8+, mientras que disminuyó el número de células T reguladoras CD4+ CD25+ en el tumor; estos efectos condujeron a la inhibición del crecimiento del tumor y a la prolongación de la supervivencia de los ratones portadores de tumores122. El silenciamiento de la expresión de IDO en el huésped mediante una cepa de S. Typhimurium VNP20009 que expresa shIDO provocó una infiltración tumoral significativa por parte de los neutrófilos polimorfonucleares generadores de ROS, lo que promovió la muerte celular intratumoral y un control sustancial de los melanomas B16F10153 y los cánceres colorrectales CT26 o MC38156.