Chandan Guha, MB, BS, PhD

Explorando el potencial terapéutico de la regeneración de células madre en caso de agresión por radiación
La exposición a dosis altas de radiación ionizante en caso de incidente terapéutico, accidental o intencional, como una guerra nuclear o radiológica, puede provocar lesiones debilitantes en múltiples órganos que pueden causar la muerte en cuestión de días, dependiendo de la cantidad de dosis de radiación y de la calidad de la misma. Lamentablemente, no existe un solo medicamento autorizado por la FDA para tratar las lesiones agudas por radiación.

El daño por radiación a múltiples órganos, a menudo descrito como síndrome de disfunción orgánica múltiple (MODS) o síndrome de radiación aguda (ARS), resulta de la rápida disminución de células radiosensibles, estas células son generalmente células madre o progenitoras con alta capacidad proliferativa; naturalmente, las células madre de la médula ósea (BMSC) y las células madre intestinales (ISC), que son extremadamente críticas para mantener un conjunto de células sanguíneas periféricas y para mantener las vellosidades para la absorción de nutrientes, son altamente sensibles a la radiación. Una de las formas más eficientes de rescatar el MODS es administrar células frescas que puedan reparar, apoyar y/o reemplazar las células dañadas y repoblar el tejido dañado con células sanas. El programa Rad-Stem Center for Medical Countermeasures against Radiation (RadStem CMCR) en Einstein está desarrollando terapias basadas en células madre para tratar el síndrome de radiación aguda (ARS) que resulta de la lesión por radiación.

El síndrome gastrointestinal inducido por radiación (RIGS, por sus siglas en inglés) es el resultado de una combinación de daño directo a las criptas intestinales y las células endoteliales, y la subsiguiente pérdida de la barrera mucosa que conduce a una infección microbiana, choque séptico y síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SIRS, por sus siglas en inglés). Actualmente, no existe un tratamiento para el RIGS en la clínica. La irradiación induce la apoptosis de las células gastrointestinales internas de las criptas, las células endoteliales y los enterocitos en cuestión de horas. La pérdida aguda de células in situ requiere una compensación rápida de sus funciones y esto se logra mejor utilizando terapias de reemplazo celular. Estamos interesados en explorar la terapia regenerativa intestinal con una combinación de administración sistémica de factores de crecimiento y terapia de reemplazo celular para salvar la función gastrointestinal después de la exposición a la radiación. Estamos probando combinaciones de: a) factor de crecimiento de células madre intestinales, R-spondinl (R-spol), b) ligandos TLR y c) trasplante de células progenitoras endoteliales derivadas de médula ósea (EPC) y células madre mesenquimales (MSC) para restaurar el nicho de ISC dañado por IR, proteger contra la muerte celular inducida por IR y proporcionar señales de crecimiento para la regeneración de ISC del huésped, proporcionando así protección y mitigación de RIGS.

Irradiación viva preparatoria para el trasplante de hepatocitos en la lesión hepática aguda y la cirrosis
El trasplante de hepatocitos (TH) es una alternativa muy atractiva al trasplante de hígado en el tratamiento de enfermedades hepáticas tanto hereditarias como adquiridas. Sin embargo, los beneficios de este procedimiento están limitados actualmente por la incapacidad de los hepatocitos trasplantados de proliferar en el hígado del huésped y la falta de un método no invasivo para evaluar la repoblación de los hepatocitos trasplantados en el hígado. Con el fin de desarrollar un protocolo clínicamente factible para el TH, estamos explorando la irradiación hepática preparativa (HIR) para la repoblación hepática (en lugar del trasplante de hígado) para agotar los hepatocitos del huésped y permitir la proliferación preferencial de las células del donante injertadas en respuesta a los estímulos mitóticos hepáticos.  Nuestro laboratorio fue el primero en demostrar que la HIR preparativa y la hepatectomía parcial (PH), seguidas de HT, dan como resultado el reemplazo de prácticamente todos los hepatocitos del huésped por los hepatocitos trasplantados no irradiados en 12 semanas. Estamos interesados en utilizar hepatocitos derivados de células madre pluripotentes inducibles (iPSC) luego de una irradiación altamente focalizada del hígado dañado en lugar de un trasplante de hígado. También estamos interesados en explorar biomarcadores no invasivos para validar que los hepatocitos trasplantados pueden reemplazar de manera eficiente a los hepatocitos del huésped luego de la irradiación del hígado.

Inmunoterapia contra el cáncer
La radioterapia (RT) se ha utilizado como modalidad de tratamiento estándar para muchos tumores sólidos. Si bien las propiedades tumoricidas de la RT son fundamentales para la aplicación clínica estándar, los tumores irradiados pueden servir potencialmente como fuente de antígenos tumorales. en vivo, donde las células tumorales moribundas liberarían varios antígenos tumorales lentamente con el tiempo. El uso de diferentes in vitro y en vivo Modelos tumorales: Nosotros y otros hemos demostrado que la RT aumenta el estrés oxidativo y aumenta la liberación de señales activadoras necesarias para las células dendríticas, como las moléculas de patrones moleculares asociados a peligro endógeno (DAMP) de las células irradiadas. Estos procesos mediados por la RT conducen a un aumento de la antigenicidad de las células irradiadas, lo que aumenta la presentación de antígenos y conduce a una respuesta inmunitaria antitumoral eficaz. Sin embargo, el mecanismo subyacente de estos procesos aún debe determinarse.

En los últimos años nos hemos interesado en diseñar nuevas vacunas contra tumores que amplifiquen la respuesta inmunitaria tumoral mediante terapias convencionales y exploratorias contra el cáncer. En particular, nos centramos en evaluar las propiedades inmunogénicas de las radioterapias y determinar cómo las moléculas inmunoterapéuticas pueden actuar en sinergia con la radioterapia para potenciar la función celular de las células inmunitarias. También nos interesa explorar el efecto terapéutico de la terapia de ultrasonidos en el tratamiento de tumores sólidos. Nuestro trabajo reciente sobre el uso de la terapia con vacunas basadas en Listeria en combinación con radioterapia muestra que esta estrategia es más eficaz que la radioterapia sola.

Inmunomodulación de la radioterapia: vacunas contra tumores potenciadas con radiación

1. Ahmed MM, Guha C, Hodge JW, Jaffee E. Inmunobiología de la radioterapia: nuevos paradigmas. Radiat Res. 2014, agosto;182(2):123-5
2. Almo SC, Guha C. Consideraciones para la combinación de modulación de puntos de control inmunitario y radioterapia. Radiat Res. 2014, agosto;182(2):230-8
3. Kawashita Y, Deb NJ, Garg M, Kabarriti R, Alfieri A, Takahashi M, Roy-Chowdhury J, Guha C. Un enfoque de vacunación autóloga de tumores in situ para el carcinoma hepatocelular. La transferencia de genes del ligando Flt3 aumenta los efectos antitumorales de una terapia génica suicida radioinducible en un modelo de tumor ectópico. Radiat Res. 2014 agosto;182(2):201-10
4. Bernstein, Michael B; Garnett, Charlie T; Zhang, Huogang; Velcich, Anna; Wattenberg, Max M; Gameiro, Sofia R; Kalnicki, Shalom; Hodge, James W; Guha, Chandan. La modulación inducida por radiación de las moléculas de señalización de células T coestimulantes y coinhibitorias en células de carcinoma de próstata humano promueve interacciones inmunitarias antitumorales productivas. Cancer biotherapy & radiopharmaceuticals, mayo de 2014; 29 (4):153-61
5. Ahmed MM, Hodge JW, Guha C, Bernhard EJ, Vikram B, Coleman CN. Aprovechamiento del potencial de la modulación inmunitaria inducida por radiación para la terapia del cáncer. Cancer Immunol Res. 2013 Nov;1(5):280-4
6. Gameiro SR, Higgins JP, Dreher MR, Woods DL, Reddy G, Wood BJ, Guha C, Hodge JW. La terapia combinada con ablación por radiofrecuencia local y vacuna sistémica mejora la inmunidad antitumoral y media la regresión tumoral local y distal. PLoS One. 24 de julio de 2013;8(7)
7. Zhang, Huagang; Liu, Laibin; Yu, Dong; Kandimalla, Ekambar R; Sun, Hui Bin; Agrawal, Sudhir; Guha, Chandan. Vacunación tumoral autóloga in situ con radioterapia combinada y terapia con agonistas TLR9. PloS one, 2012; 7 (5)
8. Hannan, Raquibul; Zhang, Huagang; Wallecha, Anu; Singh, Reshma; Liu, Laibin; Cohen, Patrice; Alfieri, Alan; Rothman, John; Guha, Chandan. La inmunoterapia combinada con la vacuna PSA basada en Listeria monocytogenes y la radioterapia conduce a una respuesta terapéutica en un modelo murino de cáncer de próstata. Inmunología del cáncer, inmunoterapia: CII, diciembre de 2012; 61 (12):2227-38

Terapia basada en células madre para lesiones por radiación

1. Benderitter, Marc; Caviggioli, Fabio; Chapel, Alain; Coppes, Robert P; Guha, Chandan; Klinger, Marco; Malard, Olivier; Stewart, Fiona; Tamarat, Radia; Luijk, Peter Van; Limoli, Charles L. Terapias con células madre para el tratamiento de los efectos secundarios de los tejidos normales inducidos por radiación. Antioxidantes y señalización redox, 2014, 10 de julio;21(2):338-55
2. Zachman, Derek K; Leon, Ronald P; Das, Prerna; Goldman, Devorah C; Hamlin, Kimberly L; Guha, Chandan; Fleming, William H. Las células endoteliales mitigan el daño del ADN y promueven la regeneración de las células madre hematopoyéticas después de una lesión por radiación. Investigación con células madre, noviembre de 2013; 11 (3):1013-21
3. Saha, Subhrajit; Bhanja, Payel; Liu, Laibin; Alfieri, Alan A; Yu, Dong; Kandimalla, Ekambar R; Agrawal, Sudhir; Guha, Chandan, 'El agonista de TLR9 protege a los ratones del síndrome gastrointestinal inducido por radiación'; Más uno, 2012; 7 (1)
4. Saha, Subhrajit; Bhanja, Payel; Kabarriti, Rafi; Liu, Laibin; Alfieri, Alan A; Guha, Chandan. El trasplante de células estromales de médula ósea mitiga el síndrome gastrointestinal inducido por radiación en ratones. PloS one, 2011; 6 (9)
5. Bhanja P, Saha S, Kabarriti R, Liu L, Roy-Chowdhury N, Roy-Chowdhury J, Sellers RS, Alfieri AA, Guha C. Función protectora de R-spondin1, un factor de crecimiento de células madre intestinales, contra el síndrome gastrointestinal inducido por radiación en ratones. PLoS One. 24 de noviembre de 2009;4(11)

Irradiación preparatoria para facilitar la repoblación de células hepáticas y el injerto de células madre in vivo

1. Vainshtein, Jeffrey M; Kabarriti, Rafi; Mehta, Keyur J; Roy-Chowdhury, Jayanta; Guha, Chandan. Terapia con células estromales derivadas de la médula ósea en cirrosis: evidencia clínica, mecanismos celulares e implicaciones para el tratamiento del carcinoma hepatocelular. Revista internacional de oncología radioterápica, biología y física, 15 de julio de 2014; 89 (4):786-803
2. Vainshtein, Jeffrey M; Kabarriti, Rafi; Mehta, Keyur J; Roy-Chowdhury, Jayanta; Guha, Chandan. Terapia con células estromales derivadas de la médula ósea en cirrosis: evidencia clínica, mecanismos celulares e implicaciones para el tratamiento del carcinoma hepatocelular. Revista internacional de oncología radioterápica, biología y física. 15 de julio de 2014; 89 (4):786-803
3. Yannam, Govardhana Rao; Han, Bing; Setoyama, Kentaro; Yamamoto, Toshiyuki; Ito, Ryotaro; Brooks, Jenna M; Guzmán-Lepe, Jorge; Galambos, Csaba; Fong, Jason V; Alemán, Melvin; Quader, Mubina A; Yamanouchi, Kosho; Kabarriti, Rafi; Mehta, Keyur; Soto-Gutiérrez, Alejandro; Roy-Chowdhury, Jayanta; Casillero, José; Abe, Michio; Enke, Charles A; Baranowska-Kortylewicz, Janina; Solberg, Timothy D; Guha, Chandan; Fox, Ira J. Un modelo de primate no humano de enfermedad hepática venoclusiva inducida por radiación humana y lesión de hepatocitos. Revista internacional de oncología radioterápica, biología y física, 1 de febrero de 2014; 88 (2):404-11
4. Miyazaki, Kensuke; Yamanouchi, Kosho; Sakai, Yusuke; Yamaguchi, Izumi; Takatsuki, Mitsuhisa; Kuroki, Tamotsu; Guha, Chandan; Eguchi, Susumu, 'Construcción de tejido hepático in vivo con irradiación hepática parcial preparativa y estímulo de crecimiento: investigaciones de técnicas menos invasivas y células progenitoras'; The Journal of surgical research. 2013 Dic; 185 (2):889-95
5. Puppi, Juliana; Strom, Stephen C; Hughes, Robin D; Bansal, Sanjay; Castell, Jose V; Dagher, Ibrahim; Ellis, Ewa CS; Nowak, Greg; Ericzon, Bo-Goran; Fox, Ira J; Gomez-Lechon, M Jose; Guha, Chandan; Gupta, Sanjeev; Mitry, Ragai R; Ohashi, Kazuo; Ott, Michael; Reid, Lola M; Roy-Chowdhury, Jayanta; Sokal, Etienne; Weber, Anne; Dhawan, Anil, 'Mejora de las técnicas de trasplante de hepatocitos humanos: informe de una reunión de consenso en Londres'; Trasplante de células. 2012; 21 (1):1-10
6. Zhou, Hongchao; Dong, Xinyuan; Kabarriti, Rafi; Chen, Yong; Avsar, Yesim; Wang, Xia; Ding, Jianqiang; Liu, Laibin; Fox, Ira J; Roy-Chowdhury, Jayanta; Roy-Chowdhury, Namita; Guha, Chandan. La repoblación de un solo lóbulo hepático con hepatocitos de tipo salvaje mediante irradiación hepática regional cura la ictericia en ratas Gunn. PloS one. 2012; 7 (10)
7. Ding, Jianqiang; Yannam, Govardhana R; Roy-Chowdhury, Namita; Hidvegi, Tunda; Basma, Hesham; Rennard, Stephen I; Wong, Ronald J; Avsar, Yesim; Guha, Chandan; Perlmutter, David H; Fox, Ira J; Roy-Chowdhury, Jayanta. Repoblación hepática espontánea en ratones transgénicos que expresan ýý1-antitripsina humana mutante por hepatocitos de donantes de tipo salvaje. The Journal of clinical investigation, mayo de 2011; 121 (5):1930-4
8. Soltys, Kyle A; Soto-Gutierrez, Alejandro; Nagaya, Masaki; Baskin, Kevin M; Deutsch, Melvin; Ito, Ryotaro; Shneider, Benjamin L; Squires, Robert; Vockley, Jerry; Guha, Chandan; Roy-Chowdhury, Jayanta; Strom, Stephen C; Platt, Jeffrey L; Fox, Ira J. Barreras para el tratamiento exitoso de la enfermedad hepática mediante trasplante de hepatocitos. Journal of hepatology, 2010 Oct; 53 (4):769-74
9. Dawson, Laura A; Guha, Chandan. Carcinoma hepatocelular: radioterapia. Cancer journal (Sudbury, Mass.), marzo-abril de 2008; 14 (2):111-6
10. Agoni, Lorenzo; Basu, Indranil; Gupta, Seema; Alfieri, Alan; Gambino, Angela; Goldberg, Gary L; Reddy, E Premkumar; Guha, Chandan. El rigosertib es un radiosensibilizador más eficaz que el cisplatino en el tratamiento con quimiorradioterapia concurrente del carcinoma cervical, in vitro e in vivo. Revista internacional de oncología radioterápica, biología y física, 1 de abril de 2014; 88 (5):1180-7