Los investigadores de UCLA han desarrollado linfocitos T sintéticos, o células T, que son facsímiles casi perfectos de células T humanas.

La capacidad de crear células artificiales podría ser un paso clave hacia medicamentos más efectivos para tratar el cáncer y las enfermedades autoinmunes y podría conducir a una mejor comprensión del comportamiento de las células inmunitarias humanas. Estas células también podrían eventualmente usarse para estimular el sistema inmunológico de personas con cáncer o deficiencias inmunológicas.

El equipo de investigación estuvo compuesto por científicos de la Facultad de Odontología de UCLA, la UCLA Samueli School of Engineering y el departamento de química y bioquímica en UCLA College, y fue dirigido por la Dra. Alireza Moshaverinia, profesor asistente de prostodoncia en la escuela de odontología. Los hallazgos se publican en la revista Materiales avanzados .

"La compleja estructura de las células T y su naturaleza multifuncional ha dificultado que los científicos las reproduzcan en el laboratorio, "Moshaverinia dijo." Con este avance, podemos utilizar células T sintéticas para diseñar portadores de fármacos más eficientes y comprender el comportamiento de las células inmunitarias ".

Las células T naturales son difíciles de usar en la investigación porque son muy delicadas, y porque después de que se extraen de humanos y otros animales, tienden a sobrevivir solo unos pocos días.

"Pudimos crear una nueva clase de células T artificiales que son capaces de estimular el sistema inmunológico de un huésped al interactuar activamente con las células inmunes a través del contacto directo, activación o liberación de señales inflamatorias o reguladoras, "dijo Mohammad Mahdi Hasani-Sadrabadi, científico asistente del proyecto en UCLA Samueli. "Vemos los hallazgos de este estudio como otra herramienta para atacar las células cancerosas y otros carcinógenos".

Las células T juegan un papel clave en el sistema inmunológico. Se activan cuando la infección ingresa al cuerpo y fluyen a través del torrente sanguíneo para llegar a las áreas infectadas. Debido a que deben apretarse entre pequeños huecos y poros, Las células T tienen la capacidad de deformarse hasta una cuarta parte de su tamaño normal. También pueden crecer hasta casi tres veces su tamaño original, lo que les ayuda a combatir o vencer los antígenos que atacan el sistema inmunológico.

Hasta hace poco, Los bioingenieros no habían podido imitar la naturaleza compleja de las células T humanas. Pero los investigadores de UCLA pudieron replicar su forma, tamaño y flexibilidad, que le permiten realizar sus funciones básicas de focalización y localización de infecciones.

El equipo fabricó células T utilizando un sistema de microfluidos. (La microfluídica se centra en el comportamiento, control y manipulación de fluidos, típicamente en una escala submilimétrica). Combinaron dos soluciones diferentes:aceite mineral y un biopolímero de alginato, una sustancia similar a la goma hecha de polisacáridos y agua. Cuando los dos fluidos se combinan, crean micropartículas de alginato, que replican la forma y estructura de las células T naturales. Luego, los científicos recolectaron las micropartículas de un baño de iones de calcio, y ajustaron su elasticidad cambiando la concentración de iones de calcio en el baño.

Una vez que habían creado células T con las propiedades físicas adecuadas, los investigadores necesitaban ajustar los atributos biológicos de las células, para darles los mismos rasgos que permiten que las células T naturales se activen para combatir infecciones, penetran en el tejido humano y liberan mensajeros celulares para regular la inflamación. Para hacer eso, recubrieron las células T con fosfolípidos, de modo que su exterior imitara de cerca las membranas celulares humanas. Luego, utilizando un proceso químico llamado bioconjugación, los científicos vincularon las células T con los señalizadores CD4, las partículas que activan las células T naturales para atacar las infecciones o las células cancerosas.

Moshaverinia dijo que otros científicos podrían usar el mismo proceso para crear varios tipos de células artificiales, como las células asesinas naturales o los microfagos, para la investigación de enfermedades específicas o para ayudar a desarrollar tratamientos; en el futuro, el enfoque podría ayudar a los científicos a desarrollar una base de datos de una amplia gama de células sintéticas que imitan a las células humanas.

Los otros autores del estudio, todo UCLA, son la estudiante de posgrado Fatemah Majedi; Steven Bensinger, profesor de microbiología, inmunología y genética molecular; Dr. Ben Wu, profesor de odontología y bioingeniería; Louis Bouchard, profesor asociado de química y bioquímica; y Paul Weiss, un distinguido profesor de química y bioquímica. Bensinger, Bouchard y Weiss también son miembros del UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center.