Las nanopartículas entrenan a las células inmunitarias para combatir el cáncer

Caracterización y captación de nanoliposomas dirigidos a M2. una ilustración representativa de nanoliposomas que muestra la incorporación de fosfolípidos HSPC, PAPC y PGPC. b Histograma típico que muestra la distribución de tamaños de los nanoliposomas de HSPC (HSPC-L, HSPC:colesterol = 8:2), PAPC-L (PAPC:HSPC:colesterol = 3:5:2) y PGPC-L (PGPC:HSPC:colesterol = 3:5:2) obtenido del método de dispersión de luz dinámica. c Cromatograma típico de mezclas de lípidos aisladas de PAPC-L y PGPC-L, analizado mediante cromatografía líquida de ultra alta resolución (uHPLC) con detector de aerosol con carga de corona (CAD). d Análisis de estabilidad de nanoliposomas mediante medición de tamaño en medios de cultivo a 37 °C durante 24 h. e–g Imágenes fluorescentes representativas de la captación celular de HSPC-L, PAPC-L y PGPC-L que contienen 1,1′-dioctadecil-3,3,3′,3′-tetrametilindocarbocianina (DiI) por macrófagos diferenciados M1 y M2 de monocitos THP-1 en t = 2 h. Azul:DAPI, Rojo:nanoliposomas marcados con DiI, barra de escala =50 µm. f Histogramas representativos de citometría de flujo y captación liposomal (intensidad de fluorescencia media (MFI)) de HSPC-L, PAPC-L (3:5:2) o PGPC-L (3:5:2) por macrófagos M1 y M2 después de la incubación durante 2 h (de izquierda a derecha:***p = 0,000037, *p =0,012). g Captación liposomal (MFI) de PAPC-L (2:6:2, 1:7:2) o PGPC-L (2:6:2) por macrófagos M1 y M2 después de la incubación durante 2 h (de izquierda a derecha:* *p = 0.0013, *p = 0.031). Los datos representan la media + el error estándar de la media (SEM) de tres experimentos independientes. El análisis estadístico se realizó con múltiples pruebas t no pareadas con corrección para comparaciones múltiples utilizando el método de Holm-Sidak. Crédito:Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32091-9

Los científicos del departamento de Bioingeniería y Terapéutica Avanzada de Órganos (Facultad de Ciencia y Tecnología, Centro TechMed) publicaron recientemente una nueva terapia inmunológica contra el cáncer en la revista científica Nature Communications . En su investigación, el Prof. Dr. Jai Prakash y su equipo desarrollaron nanopartículas de nuevo diseño que pueden dirigirse a las células inmunitarias del cuerpo para volverlas contra el cáncer.

En la investigación del cáncer, se sabe cada vez más que las células tumorales pueden cambiar la alianza de algunos macrófagos específicos para ayudar al crecimiento del tumor. "Los macrófagos son células que actúan como las aspiradoras de su sistema inmunológico. Normalmente atrapan a los intrusos y los destruyen, pero las células tumorales pueden secuestrar estas células para ayudarlas a propagarse por todo el cuerpo", explica Prakash.

Prakash y su equipo diseñaron nanopartículas que transforman estos macrófagos "malos" que sustentan los tumores en células que combatirán los tumores. Sin embargo, estas diminutas estructuras similares a células (de 100 a 200 nanómetros de diámetro) primero tienen que encontrar los macrófagos antes de que puedan comenzar el entrenamiento. Prakash dice:"Fue una de las preguntas que tratamos de responder con esta investigación:¿Cómo llevamos nuestras nanopartículas al lugar correcto y al macrófago correcto".

Para resolver este desafío, los investigadores tuvieron que alterar las nanopartículas. Las nanopartículas consisten en una doble capa de lípidos específicos (fosfolípidos) llamados nanoliposomas. Estos lípidos tienen colas largas a las que les gusta pegarse entre la doble capa. "Reemplazamos algunos de los lípidos por otros con una cola cargada ligeramente más corta que puede 'dar la vuelta' a la superficie exterior", explica Prakash. Los macrófagos malos pueden reconocer estas colas volteadas y luego comerse toda la partícula.

"Cuando supimos cómo atacar a los macrófagos malos, llegó el momento de entrenarlos para que combatieran el tumor nuevamente", dice Prakash. Los investigadores agregaron un pequeño componente de la pared celular bacteriana, que puede formar macrófagos, a los nanoliposomas que mueven la cola en la pared de doble capa de estas nanopartículas. Estas moléculas también son absorbidas por los macrófagos malos que posteriormente los entrenan para matar las células cancerosas. Apuntar a este compuesto de esta manera evita que las células equivocadas lo reconozcan y, por lo tanto, previene el daño a otras partes del cuerpo.

En la publicación, los investigadores no solo muestran que los macrófagos secuestrados pueden volver a entrenarse para combatir las células cancerosas nuevamente, inhibiendo el crecimiento del tumor en un 70% en modelos de ratón con tumor de mama. "En nuestros ratones, la terapia evitó la metástasis, la capacidad de las células cancerosas para propagarse por el cuerpo", dice Prakash. Los macrófagos entrenados impidieron que las células tumorales "prepararan" el tejido pulmonar para albergar células tumorales, un proceso anterior a la metástasis. Cuando una célula tumoral llegaba a los pulmones, el tejido no estaba listo y la célula tumoral no podía iniciar un nuevo tumor. + Explora más