Las células T son expertas en matar células infectadas por citomegalovirus (CMV) en virtud de un receptor de células T (TCR) que reconoce las proteínas intracelulares asociadas al CMV que se presentan en la superficie celular. Por el contrario, los anticuerpos flotan libremente por el cuerpo, uniéndose estrechamente a las proteínas secretadas y de membrana y etiquetándolas para su reconocimiento por otras células inmunes. Este trabajo combinó las propiedades de focalización celular de un TCR y la unión estrecha de un anticuerpo con otras modificaciones para crear una nueva molécula capaz de detectar y etiquetar las células infectadas por CMV. Esta proteína híbrida representa una nueva estrategia para identificar y posiblemente eliminar las células infectadas por CMV. Crédito:Jennifer Maynard / Ellen Wagner / Universidad de Texas
Los investigadores han diseñado receptores de células T "similares a anticuerpos" que pueden adherirse específicamente a las células infectadas con citomegalovirus, o CMV, un virus que causa una infección de por vida en más de la mitad de todos los adultos a los 40 años. Estos receptores representan una nueva opción de tratamiento potencial, podría ayudar al desarrollo de vacunas contra el CMV y también podría usarse para atacar tumores cerebrales.
En el sistema inmunológico sano, El CMV permanece inactivo mientras las células T circulan por el cuerpo y detectan las células infectadas. Mientras que los anticuerpos reconocen solo proteínas en la superficie de las células, Las células T utilizan sus receptores de células T unidos a la membrana, o TCR, para detectar proteínas asociadas a enfermedades que se esconden dentro de la membrana celular. Los TCR pueden decirle a las células T que destruyan la célula infectada, que es normalmente el caso de CMV. Sin embargo, para pacientes inmunodeprimidos, este mecanismo de defensa está muy disminuido y el virus puede poner en peligro la vida.
Los investigadores han usado células T para tratar enfermedades antes, pero la ingeniería y el trasplante de células T completas son costosos e invasivos. En un nuevo estudio publicado en el Revista de química biológica , un equipo de ingenieros adoptó un enfoque alternativo, producir TCR de detección de CMV que, como anticuerpos, flotan libremente a través del cuerpo y se unen con fuerza a sus objetivos enfermos.
"En este momento tenemos una molécula que parece un anticuerpo, pero se une a un péptido (asociado al CMV) que normalmente sería reconocido por un TCR". "dijo Jennifer Maynard, profesor de ingeniería química en la Universidad de Texas en Austin y autor principal del estudio. "Los anticuerpos normalmente no pueden acceder a estas moléculas, así que eso es un gran problema".
Para producir biomoléculas terapéuticas, los investigadores a menudo utilizan células bacterianas o de levadura como fábricas en miniatura. Sin embargo, esos tipos de células han tenido un éxito mínimo en la generación de TCR humanos estables. Debido a que los receptores evolucionaron en células de mamíferos, la maquinaria molecular de los tipos de células extrañas a menudo introduce defectos, Dijo Maynard. Para proporcionar a los TCR un entorno más adecuado, los autores utilizaron células de ovario de hámster chino.
"Es muy difícil trabajar con estas proteínas, así que pensamos que los mantendríamos en un entorno en el que estén felices y están felices en la superficie de una célula de mamífero, "Dijo Maynard.
Los TCR, naturalmente, crean lazos sueltos con sus objetivos, pero los autores querían que los suyos se unieran y no los soltaran. Para fortalecer estas conexiones, los autores mutaron aleatoriamente el ADN del componente TCR que detecta el péptido CMV. Luego insertaron muchas versiones del ADN mutado en células de hámster, que luego fabricó alrededor de un millón de tipos diferentes de TCR, Dijo Maynard.
Luego, los investigadores midieron qué versión mutada estableció el vínculo más fuerte al exponer la miríada de variaciones de TCR expresadas en la superficie de las células de hámster al péptido CMV.
"Encontramos uno que era nuestro favorito, ", Dijo Maynard." Mejoramos la afinidad de unión 50 veces ".
Entonces, el desafío fue liberar los TCR de la membrana de las células T. Lograr esto, los investigadores editaron aún más el ADN para que los TCR se unieran a la proteína que compone el tallo de los anticuerpos en forma de "Y". Y para ayudar a estas proteínas a mantener su forma, agregaron un enlace dentro del TCR y también evitaron que los azúcares se unieran. En total, estos cambios parecieron hacer el truco, Dijo Maynard.
Estos TCR "similares a anticuerpos" podrían usarse para rastrear la progresión de la enfermedad en pacientes o para evaluar qué tan bien están funcionando las vacunas en desarrollo. Estos TCR también podrían restaurar parte de la respuesta inmune perdida en pacientes inmunodeprimidos instruyendo a sus células para que ataquen las infecciones por CMV. Dijo Maynard.
Otra gran oportunidad para esta nueva molécula es tratar el glioblastoma. Aunque los tumores cerebrales no producen muchos marcadores distintos, si suprimen el sistema inmunológico, que en pacientes infectados por CMV puede devolver la vida al virus dentro de las células cancerosas, Dijo Maynard.
"Nuestra proteína podría usarse para atacar específicamente las células de glioblastoma, y proporcionaría un marcador muy exclusivo, ", Dijo Maynard." Usaríamos esto para monitorear o matar algunas de esas células tumorales ".
