Con la nanotecnología podemos entender, imitar y modular nuestro sistema inmunológico. Para su Ph.D. investigación, Annelies Wauters estudió cómo se pueden usar diminutos nanoportadores para controlar el sistema inmunitario y atacar y activar las células inmunitarias para combatir las células cancerosas. Wauters defiende su tesis el 3 de diciembre.

Durante los últimos dos años, la pandemia de COVID-19 se ha apoderado del mundo. El rápido desarrollo y producción de vacunas fue, y actualmente es, crucial para los esfuerzos por frenar la propagación del virus y aliviar la presión sobre los centros de atención médica. Esta pandemia ha demostrado claramente la importancia de la investigación científica en medicina y, en particular, los avances en nanotecnología y el sistema inmunológico.

El sistema inmunológico ayuda a protegernos de los patógenos. Sin embargo, a veces el sistema inmunológico también juega un papel en el progreso de las enfermedades. Sin embargo, es posible detener esto mediante el uso de medicamentos que estimulan o moderan el sistema inmunológico. Este tipo de tratamiento se conoce como inmunoterapia.

Desafortunadamente, algunas inmunoterapias no siempre son efectivas y, a menudo, provocan efectos secundarios no deseados, como erupciones cutáneas, neumonía y respuestas autoinmunes inusuales.

Nanoportadores

Los nanotransportadores, que son nanoestructuras diseñadas para transportar materiales como medicamentos en el cuerpo, pueden transportar medicamentos a órganos y células específicos del sistema inmunitario. Es importante destacar que este tipo de enfoque de nanoinmunoterapia puede ser más efectivo y más seguro que la inmunoterapia regular, ya que se dirige solo a las células de interés.

Estudios recientes han demostrado que la forma de los nanoportadores desempeña un papel en su interacción con el sistema inmunitario. Sin embargo, no se han llevado a cabo estudios profundos que investiguen esto, en parte debido a los desafíos para controlar adecuadamente la construcción de estos nanoportadores a nanoescala.

Explorando la forma y el tamaño de los nanoportadores

Para su Ph.D. tesis, Annelies Wauters investigó cómo el tamaño y la forma de los nanoportadores hechos de polímeros biodegradables pueden influir en las interacciones con el sistema inmunitario, y cómo dichos nanoportadores pueden aplicarse en nanoinmunoterapia.

Para investigar la influencia de la forma y el tamaño de los nanoportadores, Wauters, que llevó a cabo la investigación en el Grupo de Química Bioorgánica que incluye a Jan van Hest y Loai Abdelmohsen, creó una minibiblioteca de nanoportadores a la que agregó etiquetas especiales para ayudar rastrear las nanoestructuras in vivo.

"Descubrimos que la morfología del nanoportador era muy importante con respecto a cómo se distribuían los nanoportadores en el tejido. Específicamente, estábamos interesados ​​en ver cómo los nanoportadores se dirigían a las células y los órganos inmunitarios", dice Wauters.

Despertar a las células inmunitarias para la lucha de sus vidas

Habiendo demostrado que los nanotransportadores podrían usarse para atacar células inmunitarias específicas, Annelies Wauters y sus colaboradores decidieron aplicar las partículas para eliminar las células cancerosas.

"A menudo, las células cancerosas desarrollan formas de evitar las defensas del sistema inmunitario, como apagar las células inmunitarias por completo. Por lo tanto, queríamos darle la vuelta a las células cancerosas", dice Wauters. "En otras palabras, queríamos poner en marcha las células inmunitarias".

Y eso es exactamente lo que hicieron Wauters y sus colegas, en colaboración con el laboratorio de Mulder. Entregaron un fármaco activador de células inmunitarias en los nanoportadores, que efectivamente "despertó" a las células inmunitarias. Usando este enfoque, pudieron ralentizar el crecimiento del tumor en un modelo murino. Además, dieron los primeros pasos clave hacia los ensayos clínicos completos de los nanoportadores al demostrar que son efectivos y seguros en dos modelos de primates no humanos.

Nanoportadores como células inmunitarias artificiales

Finalmente, Wauters usó los nanoportadores para crear células inmunitarias artificiales, que brindan una alternativa más barata y menos invasiva a las inmunoterapias actuales basadas en células.

Con esto en mente, desarrolló un método para colocar importantes proteínas inmunoactivas en la superficie de los nanoportadores de forma muy controlada.

"Probamos la capacidad de estas células inmunitarias artificiales para activar las células inmunitarias humanas", señala Wauters. "Se demostró que la forma del nanoportador y la cantidad de proteínas en su superficie controlan la activación de las células inmunitarias".

Con esta investigación, Wauters ha sentado bases importantes para futuras investigaciones y aplicaciones de nanoinmunoterapias. "El enfoque de los nanotransportadores podría ser muy importante no solo para la inmunoterapia contra el cáncer, sino también para el tratamiento de enfermedades autoinmunes o cardiovasculares, y el desarrollo de vacunas", dice Wauters.

En cuanto a los nanotransportadores, la investigación futura explorará cómo usarlos para administrar otros medicamentos inmunoterapéuticos y también estudiará en mayor detalle cómo los medicamentos que transportan pueden influir en el sistema inmunológico. Además, las células inmunitarias sintéticas se estudiarán in vivo.

El siguiente paso para Annelies Wauters es un puesto de posdoctorado en el departamento de Inmunología Tumoral de Radboudumc, donde trabajará en la traducción clínica de células inmunitarias sintéticas para la inmunoterapia contra el cáncer. "Estoy entusiasmado con este próximo paso en mi carrera de investigación y espero desarrollar nuevas inmunoterapias para ayudar en la lucha contra el cáncer", dice Wauters. + Explora más

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