Los investigadores del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson han desarrollado nanopartículas biodegradables que pueden usarse para programar genéticamente las células inmunes para reconocer y destruir las células cancerosas, mientras que las células inmunes aún están dentro del cuerpo.
En un estudio de prueba de principio que se publicará el 17 de abril en Nanotecnología de la naturaleza , el equipo demostró que las células inmunes programadas por nanopartículas, conocidas como células T, puede aclarar o ralentizar rápidamente la progresión de la leucemia en un modelo de ratón.
"Nuestra tecnología es la primera que conocemos para programar rápidamente las capacidades de reconocimiento de tumores en las células T sin extraerlas para su manipulación en el laboratorio, "dijo el Dr. Matthias Stephan de Fred Hutch, el autor principal del estudio. "Las células reprogramadas comienzan a funcionar en 24 a 48 horas y continúan produciendo estos receptores durante semanas. Esto sugiere que nuestra tecnología tiene el potencial de permitir que el sistema inmunológico monte rápidamente una respuesta lo suficientemente fuerte como para destruir las células cancerosas antes de que la enfermedad se vuelva fatal. . "
Las inmunoterapias celulares se han mostrado prometedoras en ensayos clínicos, pero persisten los desafíos para hacerlos más accesibles y poder implementarlos rápidamente. En el presente, Por lo general, se necesitan un par de semanas para preparar estos tratamientos:las células T deben extraerse del paciente y diseñarse y cultivarse genéticamente en instalaciones especiales de procesamiento de células antes de que se vuelvan a infundir en el paciente. Estas nuevas nanopartículas podrían eliminar la necesidad de pasos tan costosos y lentos.
Aunque su método de programación de células T aún está a varios pasos de la clínica, Stephan imagina un futuro en el que las nanopartículas transforman las inmunoterapias basadas en células, ya sea para el cáncer o para enfermedades infecciosas, en una solución de fácil administración. tratamiento listo para usar que está disponible en cualquier lugar.
"Nunca he tenido cáncer, pero si recibiera un diagnóstico de cáncer, querría comenzar el tratamiento de inmediato, ", Dijo Stephan." Quiero que la inmunoterapia celular sea una opción de tratamiento el día del diagnóstico y que se pueda realizar en un entorno ambulatorio cerca de donde vive la gente ".
El cuerpo como laboratorio de ingeniería genética
Stephan creó sus nanopartículas de localización de células T como una forma de llevar el poder de la inmunoterapia del cáncer celular a más personas.
En su método, el laborioso, Todos los pasos de programación de las células T que requieren mucho tiempo se llevan a cabo dentro del cuerpo, creando un ejército potencial de "asesinos en serie" en unos días.
Como se informó en el nuevo estudio, Stephan y su equipo desarrollaron nanopartículas biodegradables que convirtieron las células T en células CAR T, un tipo particular de inmunoterapia celular que ha dado resultados prometedores contra la leucemia en ensayos clínicos.
Los investigadores diseñaron las nanopartículas para transportar genes que codifican receptores de antígenos quiméricos, o COCHES, que se dirigen y eliminan el cáncer. También etiquetaron las nanopartículas con moléculas que las hacen adherirse como rebabas a las células T, que envuelven las nanopartículas. El sistema de tráfico interno de la célula luego dirige la nanopartícula al núcleo, y se disuelve.
El estudio proporciona una prueba de principio de que las nanopartículas pueden educar al sistema inmunológico para que apunte a las células cancerosas. Stephan y su equipo diseñaron los nuevos genes CAR para integrarse en los cromosomas alojados en el núcleo, haciendo posible que las células T comiencen a decodificar los nuevos genes y producir CAR en solo uno o dos días.
Una vez que el equipo determinó que sus nanopartículas portadoras de CAR reprogramaron un porcentaje notable de células T, probaron su eficacia. Usando un modelo de ratón preclínico de leucemia, Stephan y sus colegas compararon su estrategia de programación de nanopartículas con la quimioterapia seguida de una infusión de células T programadas en el laboratorio para expresar CAR, que imita la terapia de células CAR-T actual.
Las células CAR-T programadas con nanopartículas se mantuvieron firmes frente a las células CAR-T infundidas. El tratamiento con nanopartículas o células CAR-T infundidas mejoró la supervivencia 58 días en promedio, desde una mediana de supervivencia de unas dos semanas.
El estudio fue financiado por la Iniciativa de inmunoterapia de Fred Hutch, la Sociedad de Leucemia y Linfoma, la hermandad de mujeres Phi Beta Psi, la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Nacional del Cáncer.
Próximos pasos y otras aplicaciones
Las nanopartículas de Stephan todavía tienen que superar varios obstáculos antes de acercarse a los ensayos en humanos. Está siguiendo nuevas estrategias para hacer que el sistema de entrega y expresión de genes sea seguro para las personas y está trabajando con empresas que tienen la capacidad de producir nanopartículas de grado clínico. Adicionalmente, Stephan ha puesto su mirada en el tratamiento de tumores sólidos y colabora con este fin con varios grupos de investigación de Fred Hutch.
Y, él dijo, la inmunoterapia puede ser solo el comienzo. En teoria, las nanopartículas podrían modificarse para satisfacer las necesidades de los pacientes cuyo sistema inmunológico necesita un refuerzo, pero que no pueden esperar varios meses para que se active una vacuna convencional.
"Esperamos que se pueda utilizar para enfermedades infecciosas como la hepatitis o el VIH, ", Dijo Stephan. Este método puede ser una forma de" proporcionar a los pacientes receptores que no tienen en su propio cuerpo, ", explicó." Sólo se necesita una pequeña cantidad de células T programadas para protegerse contra un virus ".
