En 1989, Se pidió a dos estudiantes de pregrado de la Universidad Libre de Bruselas que analizaran el suero sanguíneo congelado de los camellos. y tropecé con un tipo de anticuerpo previamente desconocido. Era una versión miniaturizada de un anticuerpo humano, compuesto solo por dos cadenas de proteínas pesadas, en lugar de dos cadenas ligeras y dos pesadas. Como eventualmente informaron, la presencia de los anticuerpos se confirmó no solo en camellos, pero también en llamas y alpacas.

Avance rápido 30 años. En el diario PNAS esta semana, Los investigadores del Boston Children's Hospital y el MIT muestran que estos mini-anticuerpos, encogido aún más para crear los llamados nanocuerpos, puede ayudar a resolver un problema en el campo del cáncer:hacer que las terapias de células T con CAR funcionen en tumores sólidos.

Muy prometedor para los cánceres de sangre, La terapia de células T con receptor de antígeno quimérico (CAR) modifica genéticamente las propias células T del paciente para mejorar su capacidad de ataque a las células cancerosas. El Dana-Farber / Boston Children's Cancer and Blood Disorders Center está utilizando actualmente la terapia de células T con CAR para la leucemia linfocítica aguda (ALL) en recaída, por ejemplo.

Pero las células CAR T no han sido buenas para eliminar tumores sólidos. Ha sido difícil encontrar proteínas específicas del cáncer en tumores sólidos que pudieran servir como objetivos seguros. Los tumores sólidos también están protegidos por una matriz extracelular, una red de apoyo de proteínas que actúa como barrera, así como moléculas inmunosupresoras que debilitan el ataque de las células T.

Repensar las células CAR T

Ahí es donde entran los nanocuerpos. Durante dos décadas, en gran parte permanecieron en manos de la selección belga. Pero eso cambió después de que expiró la patente en 2013.

"Mucha gente se metió en el juego y empezó a apreciar las propiedades únicas de los nanocuerpos, "dice Hidde Ploegh, Doctor., inmunólogo en el Programa de Medicina Celular y Molecular del Boston Children's e investigador principal del PNAS estudio.

Un atributo útil son sus habilidades de focalización mejoradas. Ploegh y su equipo en Boston Children's, en colaboración con Noo Jalikhani, Doctor., y Richard Hynes, Doctor. en el Instituto Koch de Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, han aprovechado nanocuerpos para transportar agentes de imagen, permitiendo una visualización precisa de cánceres metastásicos.

El equipo de Hynes apuntó los nanocuerpos a la matriz extracelular de los tumores, o ECM:los agentes de obtención de imágenes no apuntan a las células cancerosas en sí mismas, sino en el entorno que los rodea. Estos marcadores son comunes a muchos tumores, pero no suelen aparecer en células normales.

"Nuestro laboratorio y el laboratorio de Hynes se encuentran entre los pocos que persiguen activamente este enfoque de atacar el microambiente del tumor, ", dice Ploegh." La mayoría de los laboratorios buscan antígenos específicos de tumores ".

Dirigirse a los protectores de tumores

El laboratorio de Ploegh llevó esta idea a la terapia de células T con CAR. Su equipo, incluidos los miembros del laboratorio de Hynes, apuntó a los mismos factores que dificultan el tratamiento de los tumores sólidos.

Las células CAR T que crearon estaban repletas de nanocuerpos que reconocen proteínas específicas en el entorno del tumor, portando señales que los dirigen a matar cualquier célula a la que se unan. Una proteína, EIIIB, una variante de fibronectina, se encuentra sólo en los vasos sanguíneos recién formados que suministran nutrientes a los tumores. Otro, PD-L1, es una proteína inmunosupresora que la mayoría de los cánceres utilizan para silenciar las células T que se aproximan.

Bioquímica Jessica Ingram, Doctor. del Instituto de Cáncer Dana-Farber, Socio de Ploegh y coautor del periódico, lideró la tubería de fabricación. Ella conduciría a Amherst, Masa., para recolectar células T de dos alpacas, Bryson y Sánchez, Inyectarlos con el antígeno de interés y recolectar su sangre para su posterior procesamiento en Boston para generar mini-anticuerpos.

Derribar el melanoma y el cáncer de colon

Probado en dos modelos separados de ratones con melanoma, así como un modelo de adenocarcinoma de colon en ratones, las células CAR T basadas en nanocuerpos mataron las células tumorales, ralentizó significativamente el crecimiento del tumor y mejoró la supervivencia de los animales, sin efectos secundarios evidentes.

Ploegh cree que las células T modificadas funcionan mediante una combinación de factores. Causaron daño al tejido tumoral, que tiende a estimular las respuestas inmunitarias inflamatorias. Dirigirse a EIIIB puede dañar los vasos sanguíneos de una manera que disminuye el suministro de sangre a los tumores, al mismo tiempo que los hace más permeables a los medicamentos contra el cáncer.

"Si destruye el suministro de sangre local y provoca una fuga vascular, tal vez podría mejorar la entrega de otras cosas que podrían tener más dificultades para ingresar, ", dice Ploegh." Creo que deberíamos considerar esto como parte de una terapia combinada ".

Future directions

Ploegh thinks his team's approach could be useful in many solid tumors. He's particularly interested in testing nanobody-based CAR T cells in models of pancreatic cancer and cholangiocarcinoma, a bile duct cancer from which Ingram passed away in 2018.

The technology itself can be pushed even further, says Ploegh.

"Nanobodies could potentially carry a cytokine to boost the immune response to the tumor, toxic molecules that kill tumor and radioisotopes to irradiate the tumor at close range, " he says. "CAR T cells are the battering ram that would come in to open the door; the other elements would finish the job. En teoria, you could equip a single T cell with multiple chimeric antigen receptors and achieve even more precision. That's something we would like to pursue."

Yushu Joy Xie, a graduate student in Boston Children's Program in Cellular and Molecular Medicine and MIT's Koch Institute, was first author on the paper. Supporters include the Lustgarten Foundation, la Fundación Nacional de Ciencias, the National Institutes of Health, the American Gastroenterological Association, the Howard Hughes Medical Institute Department of Defense and the National Cancer Institute. See the paper for details on authors and funders.