Investigadores del Fred Hutchinson Cancer Research Center (Centro de investigación de Cáncer Fred Hutchinson) han desarrollado nanopartículas biodegradables que puede usarse para programar la genética de células inmunes para reconocer y destruir células cancerosas – mientras que las células inmunes se encuentran en el interior del cuerpo.
En un estudio de prueba de concepto para ser publicado en la revista Nature Nanotechnology, el equipo demostró que las células inmunes programadas con nanopartículas, conocidas como células que pueden eliminar rápidamente o retardar la progresión de la leucemia en un ratón usado como modelo.
[/media-credit] Dr. Matthias Stephan
La inmunoterapia celular han demostrado ser prometedora en los ensayos clínicos, pero siguen existiendo retos para que se encuentren ampliamente disponibles y ser desplegadas rápidamente. Actualmente se necesita en promedio un par de semanas para preparar estos tratamientos: las células T deben ser removidas del paciente y manipuladas genéticamente, para posteriomente reproducirlas en instalaciones especiales de procesamiento celular antes de que se inyecten de nuevo en el paciente. Estas nuevas nanopartículas podría eliminar la necesidad de estos costosos y lentos pasos.
Aunque su método de programación de células T se encuentra a varios pasos para ser considerado para pruebas clínicas, Stephan imagina un futuro en donde las nanopartículas transforman la inmunoterapia basadas en células – ya sea para el cáncer o las enfermedades infecciosas – de fácil administración, un tratamiento de mostrador que se encuentren disponible en cualquier lugar.
«Nunca he tenido cáncer, pero si tuviera un diagnóstico de cáncer me gustaría empezar el tratamiento de inmediato«, afirmo Stephan. «Quiero hacer del tratamiento de inmunoterapia celular el mismo día del diagnóstico y que sea fiable para hacerse de forma ambulatoria, cerca de donde vive la gente«.
El cuerpo como un laboratorio de ingeniería genética
Stephan creó sus nanopartículas de células T como una forma de llevar el poder de la inmunoterapia celular del cáncer a más personas.
En su método, la programación de las células T el largo y laborioso que toma la programación tiempo se realiza en el cuerpo, creando el potencial de un ejército de “asesinos seriales» en tan sólo unos días.
Como se informó en el nuevo estudio, Stephan y su equipo desarrollaron nanopartículas biodegradables que transformarón células T en células T CAR, un tipo de inmunoterapia celular particular que ha dado resultados prometedores contra la leucemia en los ensayos clínicos.
Los investigadores diseñaron las nanopartículas para transportar genes codifica para ese receptores de antígenos o CARs que se dirigen y eliminan el cáncer. También etiquetaron las nanoparticulas en las moléculas para hacer que se pegan como rebabas a las células T, lo que permite engullir las nanopartículas. Entonces el sistema interno del tráfico de la célula lleva la nanopartícula directamente al núcleo, y se disuelve.
El estudio proporciona una prueba de concepto de que las nanopartículas pueden educar al sistema inmunológico para atacar a las células cancerosas. Stephan y su equipo diseñaron los nuevos genes CAR para integrarse en cromosomas alojados en el núcleo, por lo que es factible para las células T iniciar la decodificación de los nuevos genes y la producción de CARs En tan sólo 1 o 2 días.
Una vez que el equipo determinó que sus nanopartículas de transporte CAR reprogramadas una parte notable de las células T, probaron su eficacia. Usando un modelo preclínico de ratón con leucemia, Stephan y sus colegas compararon su estrategia de nanopartículas de programación contra la quimioterapia seguida de una infusión de células T programadas en el laboratorio para expresar CAR, que imita quimioterapia de células T actual.
Las nanopartículas programaron las células T CAR y se mantuvieron contra las células T CAR-inyectadas. El tratamiento con nanopartículas inyectadas o células CAR-T mejoro la supervivencia de 58 días en promedio, en comparación con una supervivencia media de aproximadamente 2 semanas.
El estudio fue financiado por la
- Fred Hutch’s Immunotherapy Initiative,
- Leukemia & Lymphoma Society (Sociedad de Leucemia y Linfoma)
- Psi Phi Beta Sorority,
- National Science Foundation
- National Cancer Institute
Próximos pasos y otras aplicaciones
Las nanopartículas de Stephan aún deben enfrentar varios obstáculos antes de considerar pruebas en humanos. Él está tratando de obtener nuevas estrategias para que el sistema de suministro génico y expresión sea seguro para las personas y trabaja con las empresas que tienen la capacidad de producir nanopartículas de grado clínico. Además, Stephan ha convertido su visiones de tratamiento de tumores sólidos y está colaborando con varios grupos de investigación de Fred Hutch.
Además, dijo, la inmunoterapia puede ser sólo el principio. En teoría, las nanopartículas podrían ser modificados para satisfacer las necesidades de los pacientes cuyo sistema inmunológico necesita un impulso, para quienes no pueden esperar durante meses para que una vacuna convencional empiece a funcionar.
«Esperamos que esto se puede utilizar para las enfermedades infecciosas como la hepatitis o el VIH«, Dijo Stephan. Este método puede ser una manera de «proporcionar a los pacientes con receptores que ellos no-tienen en su propio cuerpo«, explicó. «Sólo se necesita un pequeño número de células T programadas para proteger contra el virus que tienen«.
Referencias
- Tyrel T. Smith, Sirkka B. Stephan, Howell F. Moffett, Laura E. McKnight, Weihang Ji, Diana Reiman, Emmy Bonagofski, Martin E. Wohlfahrt, Smitha P. S. Pillai y Matthias T. Stephan; In situ programming of leukaemia-specific T cells using synthetic DNA nanocarriers; Nature Nanotechnology (2017); doi:10.1038/nnano.2017.57; Publicado el 17 de abril de 2017; Disponible en el URL https://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2017.57.html
