La programación del sistema inmunológico del cuerpo para atacar las células cancerosas ha tenido resultados prometedores para el tratamiento de cánceres de la sangre como el linfoma y la leucemia. Esta táctica ha demostrado ser más desafiante para los tumores sólidos como los cánceres de mama o pulmón. pero los investigadores del MIT han ideado ahora una nueva forma de estimular la respuesta inmunitaria contra los tumores sólidos.

Al desarrollar "mochilas" de nanopartículas que contienen fármacos estimulantes del sistema inmunológico, y unirlos directamente a las células T, los ingenieros del MIT demostraron en un estudio con ratones que podían mejorar la actividad de esas células T sin efectos secundarios dañinos. En más de la mitad de los animales tratados, los tumores desaparecieron por completo.

"Descubrimos que se puede mejorar enormemente la eficacia de la terapia con células T con medicamentos que ayudan a las células T del donante a sobrevivir y funcionar de manera más eficaz. Y lo que es más importante, lo logramos sin la toxicidad que se ve con la inyección sistémica de los medicamentos, "dice Darrell Irvine, profesor de ingeniería biológica y de ciencia e ingeniería de materiales, miembro del Instituto Koch de Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, y el autor principal del estudio.

Irvine es uno de los cofundadores de una empresa llamada Torque Biotherapeutics que planea comenzar los ensayos clínicos de este enfoque este verano. Los autores principales del artículo, que aparece en la edición del 9 de julio de Biotecnología de la naturaleza , son ex postdoctorado del MIT Li Tang, que ahora está en el Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL), y el ex estudiante de posgrado del MIT, Yiran Zheng.

Aprovechando el sistema inmunológico

Las células T son células inmunitarias especializadas que deambulan por el cuerpo, identificar y matar células infectadas. Los investigadores del cáncer han estado intrigados durante mucho tiempo por la posibilidad de aprovechar estas células inmunes para destruir tumores, a través de un enfoque llamado terapia adoptiva de células T. Lograr esto, los investigadores deben poder crear grandes poblaciones de células T que puedan reconocer y atacar un tumor.

"La idea general es hacer crecer una gran cantidad de células T que son específicas del tumor y luego infundirlas en los pacientes, "Dice Irvine.

Los investigadores han desarrollado dos formas principales de crear poblaciones de células T que pueden atacar tumores. Uno es eliminar las células T específicas del tumor de una biopsia de tumor, cultivarlos en una placa de laboratorio, y luego devuélvalos al paciente. La otra es tomar las células T circulantes de la sangre del paciente y modificarlas genéticamente para que se dirijan a una proteína que se encuentra en la superficie de la célula tumoral. o exponerlos a proteínas tumorales con la esperanza de que las células T se activen contra esas proteínas.

Estos métodos han demostrado cierto éxito contra linfomas y leucemias, pero ha resultado difícil generar una respuesta inmune fuerte contra tumores sólidos. Los investigadores han tratado de estimular la respuesta a los tumores sólidos inyectando medicamentos estimulantes del sistema inmunológico llamados citocinas junto con las células T. Sin embargo, estos medicamentos tienen efectos secundarios dañinos, incluida la inflamación, porque tienden a estimular cualquier célula T que encuentren. Esto limita la cantidad de medicamento que se puede administrar.

Para superar eso, Irvine y sus colegas han estado trabajando en técnicas para estimular solo las células T específicas del tumor. En 2010, informaron de una forma de hacer esto mediante la unión de pequeñas esferas llamadas liposomas a las células T que se dirigen al tumor. Estos liposomas llevan una carga útil de citocinas que se puede liberar para estimular solo las células T cercanas. Sin embargo, las partículas solo podían transportar una pequeña cantidad de la droga, y comenzaron a liberar el fármaco tan pronto como se inyectaron las células T en el cuerpo.

Para el estudio Nature Biotechnology, los investigadores crearon un nuevo tipo de nanopartícula que puede transportar 100 veces más del fármaco y no lo libera hasta que las células T se encuentran con el tumor. Estas partículas consisten en un gel hecho de moléculas de la citoquina IL-15 unidas por un reticulante que está diseñado para degradarse solo cuando la célula T que transporta las partículas llega al tumor y se activa. Esta activación está señalada por un cambio químico en la superficie de las células T.

"Eso nos permitió vincular la activación de las células T con la tasa de liberación del fármaco, "Dice Irvine." Los nanogeles se disuelven preferentemente cuando las células T están en sitios donde ven el antígeno tumoral:en el tumor y en los ganglios linfáticos que drenan el tumor. El fármaco se libera de forma más eficiente en los lugares donde lo desea y no en algún tejido sano donde podría causar problemas ".

Respuesta mejorada

Los investigadores probaron este enfoque en ratones cuyas células T fueron modificadas genéticamente para expresar un receptor de células T que se dirige a una proteína que se encuentra en los tumores de melanoma. En aproximadamente el 60 por ciento de los ratones, la terapia fue tan eficaz que los tumores desaparecieron por completo después de múltiples tratamientos. Los investigadores también demostraron que unir las nanopartículas a las células T humanas que fueron modificadas genéticamente para atacar las células del glioblastoma les permitió matar las células del glioblastoma de manera mucho más efectiva.

Los investigadores también encontraron que con las nanopartículas, podrían dar a los ratones ocho veces más IL-15 sin efectos secundarios, en comparación con inyectar la droga en todo el cuerpo.

Torque Biotherapeutics, la empresa que realiza ensayos clínicos para este tratamiento, planea probarlo en muchos tipos diferentes de tumores. Irvine dice que la esperanza es que este enfoque pueda funcionar para cualquier tumor sólido o sanguíneo, siempre que haya un objetivo conocido que pueda programarse en las células T. Ahora planea explorar si otros medicamentos además de IL-15 podrían ser incluso más efectivos para estimular las células T.