En un estudio de prueba de principio en ratones, Los científicos de Johns Hopkins Medicine informan sobre la creación de un gel especializado que actúa como un ganglio linfático para activar y multiplicar con éxito las células T del sistema inmunológico que combaten el cáncer. El trabajo pone a los científicos un paso más cerca, ellos dicen, a inyectar tales ganglios linfáticos artificiales en las personas y activar las células T para combatir enfermedades.

En los años pasados, una ola de descubrimientos ha avanzado nuevas técnicas para usar las células T, un tipo de glóbulo blanco, en el tratamiento del cáncer. Para tener éxito, las celdas deben estar cebadas, o enseñado, para detectar y reaccionar a las banderas moleculares que salpican las superficies de las células cancerosas. El trabajo de educar a las células T de esta manera generalmente ocurre en los ganglios linfáticos, pequeña, glándulas en forma de frijol que se encuentran en todo el cuerpo y que albergan las células T. Pero en pacientes con cáncer y trastornos del sistema inmunológico, que el proceso de aprendizaje es defectuoso, o no sucede.

Para abordar tales defectos, La terapia de refuerzo de células T actual requiere que los médicos eliminen las células T de la sangre de un paciente con cáncer e inyecten las células nuevamente en el paciente después de manipularlas genéticamente o activarlas en un laboratorio para que reconozcan los indicadores moleculares vinculados al cáncer.

Uno de esos tratamientos, llamada terapia CAR-T, es costoso y está disponible solo en centros especializados con laboratorios capaces de la complicada tarea de diseñar células T. Además, Por lo general, se necesitan entre seis y ocho semanas para cultivar las células T en laboratorios y, una vez reintroducido en el cuerpo, las células no duran mucho en el cuerpo del paciente, por lo que los efectos del tratamiento pueden ser de corta duración.

El nuevo trabajo informó el 10 de abril en la revista Materiales avanzados , es un intento de los científicos de Johns Hopkins para encontrar una forma más eficiente de diseñar células T.

"Creemos que el entorno de una célula T es muy importante. La biología no ocurre en los platos de plástico; ocurre en los tejidos, "dice John Hickey, un doctorado candidato en ingeniería biomédica en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y primer autor del informe del estudio.

Para hacer que el entorno de las células T diseñadas por ingeniería sea más realista desde el punto de vista biológico, Hickey, trabajando con sus mentores Hai-Quan Mao, Doctor., director asociado del Instituto Johns Hopkins de NanoBioTechnology y Jonathan Schneck, MARYLAND., Doctor., profesor de patología, medicina y oncología en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins; probé con un polímero gelatinoso, o hidrogel, como plataforma para las células T. En el hidrogel, los científicos agregaron dos tipos de señales que estimulan y "enseñan" a las células T a concentrarse en objetivos extraños para destruir.

En sus experimentos, Las células T activadas en hidrogeles produjeron un 50 por ciento más de moléculas llamadas citocinas, un marcador de activación, que las células T guardadas en placas de cultivo de plástico.

Debido a que los hidrogeles se pueden fabricar bajo pedido, los científicos de Johns Hopkins crearon y probaron una gama de hidrogeles, desde la sensación muy suave de una sola célula hasta la calidad más rígida de un ganglio linfático repleto de células.

"Uno de los hallazgos sorprendentes fue que las células T prefieren un ambiente muy suave, similar a las interacciones con células individuales, a diferencia de un tejido densamente empaquetado, "dice Schneck.

Más del 80 por ciento de las células T en la superficie blanda se multiplicaron, en comparación con ninguna de las células T en el tipo de hidrogel más firme.

Cuando el equipo de Johns Hopkins puso células T en un hidrogel blando, encontraron que las células T se multiplicaron de unas pocas células a unas 150, 000 células —muchas para usar en la terapia del cáncer— en siete días. Por el contrario, cuando los científicos utilizaron otros métodos convencionales para estimular y expandir las células T, pudieron cultivar solo 20, 000 células en siete días.

En el siguiente conjunto de experimentos, los científicos inyectaron las células T diseñadas en los hidrogeles blandos o en las placas de cultivo de plástico en ratones implantados con melanoma, una forma letal de cáncer de piel. Los tumores en ratones con células T cultivadas en hidrogeles se mantuvieron estables en tamaño, y algunos de los ratones sobrevivieron más de 40 días. Por el contrario, los tumores crecieron en la mayoría de los ratones inyectados con células T cultivadas en placas de plástico, y ninguno de estos ratones vivió más de 30 días.

"A medida que perfeccionamos el hidrogel y replicamos la característica esencial del entorno natural, incluidos los factores de crecimiento químico que atraen las células T que combaten el cáncer y otras señales, en última instancia, podremos diseñar ganglios linfáticos artificiales para la terapia basada en inmunología regenerativa, "dice Schneck, miembro del Centro Oncológico Johns Hopkins Kimmel.

Los científicos han solicitado patentes relacionadas con la tecnología de hidrogel descrita en su informe.