Al combinar dos estrategias de tratamiento, ambas destinadas a estimular las células T asesinas del sistema inmunitario, los investigadores de Johns Hopkins informan que alargaron la vida de los ratones con cáncer de piel más que al usar cualquiera de las estrategias por sí mismas. Y, dicen, porque la combinaciónLa técnica se adapta fácilmente a los diferentes tipos de cáncer, sus hallazgos, si se confirman en humanos, tienen el potencial de mejorar las opciones de tratamiento para una amplia variedad de pacientes con cáncer.
"Hasta donde sabemos, esta fue la primera vez que se usó una partícula similar a una célula artificial 'biomimética', diseñada para imitar un proceso inmune que ocurre en la naturaleza, en combinación con inmunoterapia más tradicional", dice Jonathan Schneck, MD, Ph.D., profesor de patología, quien dirigió el estudio junto con Jordan Green, Ph.D., profesor asociado de ingeniería biomédica, quienes también son miembros del Kimmel Cancer Center.
Se publicará un resumen de los resultados de su estudio en la edición de febrero de la revista Biomateriales .
Los científicos saben que el sistema inmune es un arma de doble filo. Si es demasiado débil, las personas sucumben a virus, bacterias y cáncer; si es demasiado fuerte, contraen alergias y enfermedades autoinmunes, como diabetes y lupus. Para prevenir el sistema inmunitariolas células T asesinas al atacarlas, las propias células del cuerpo muestran la proteína PD-L1, que "se da la mano" con la proteína PD-1 en las células T para indicar que son amigos, no enemigos.
Desafortunadamente, muchas células cancerosas aprenden este apretón de manos y muestran PD-L1 para protegerse. Una vez que los científicos y los fabricantes de medicamentos descubrieron esto, los especialistas en cáncer comenzaron a dar a sus pacientes una clase de medicamentos de inmunoterapia recientemente desarrollados que incluye una proteína, llamada anti-PD-1, un llamado inhibidor del punto de control, que bloquea la PD-1 y evita que se produzca el apretón de manos.
Se ha demostrado que los bloqueadores PD-1 extienden las tasas de supervivencia al cáncer hasta cinco años, pero solo funcionan para un número limitado de pacientes: entre el 15 y el 30 por ciento de los pacientes con ciertos tipos de cáncer, como cáncer de piel, riñón y pulmón."Necesitamos hacerlo mejor", dice Schneck, quien también es miembro del Instituto de Ingeniería Celular.
Durante los últimos años, dice Schneck, él y Green trabajaron en una terapia del sistema inmunitario que involucraba cuentas de plástico especializadas que mostraron ser prometedoras para el tratamiento del cáncer de piel o melanoma en ratones. Se preguntaron si una combinación de anti-PD1 y susllamadas cuentas biomiméticas realmente podrían hacerlo mejor.
Hecho de un plástico biodegradable que ha sido aprobado por la FDA para otras aplicaciones y equipado con las proteínas adecuadas, las pequeñas cuentas interactúan con las células T asesinas como las llamadas células presentadoras de antígeno APC, cuyo trabajo es "enseñar"Las células T amenazan con atacar. Una de las proteínas APC es como una garra vacía, lista para atrapar las proteínas enemigas. Cuando una célula T no entrenada se involucra con una garra completa de APC, esa célula T se multiplica para enjambrar al enemigo identificado por la proteína en elgarra, explica Schneck.
"Simplemente bañando APC artificiales en una proteína enemiga u otra, podemos prepararlos para activar las células T para combatir cánceres específicos u otras enfermedades", dice Green, quien también es parte del Instituto de Tecnología NanoBio, que se dedica a lacreación de tales dispositivos en Johns Hopkins.
Para probar su idea de una terapia combinada, los científicos primero "prepararon" las células T y las células tumorales para imitar un escenario de tumor natural, pero en un entorno de laboratorio. En un tubo, los científicos activaron las células T de ratón con APC artificiales que muestran unproteína de melanoma. En otro tubo, mezclaron células de melanoma de ratón con una molécula hecha por células T para preparar su defensa PD-L1. Luego, los científicos mezclaron las células T cebadas con células tumorales cebadas de tres maneras diferentes: con APC artificiales,con anti-PD-1 y con ambos.
Para evaluar el nivel de activación de las células T, midieron los niveles de producción de una molécula inmunológica llamada interferón gamma. Las células T que participaron en la terapia combinada produjeron un aumento del 35 por ciento en el interferón gamma sobre las APC artificiales solas y un aumento del 72 por cientosobre anti-PD-1 solo.
Los investigadores luego usaron APC artificiales cargados con un tinte fluorescente para ver dónde migrarían los APC artificiales después de ser inyectados en el torrente sanguíneo. Inyectaron a algunos ratones solo APC y a otros con APC primero mezclados con células T.
Al día siguiente, descubrieron que la mayoría de los APC artificiales habían migrado directamente al bazo y al hígado, lo que se esperaba porque el hígado es un centro de compensación importante para el cuerpo, mientras que el bazo es una parte central del sistema inmune.Los investigadores también encontraron que 60 por ciento más de APC artificiales encontraron su camino hacia el bazo si se mezclaron primero con las células T, lo que sugiere que las células T los ayudaron a llegar al lugar correcto.
Finalmente, los ratones con melanoma recibieron inyecciones de células T específicas de tumor junto con anti-PD-1 solo, APC artificiales solos o anti-PD-1 más APC artificiales. Al rastrear las muestras de sangre y el tamaño del tumor, los investigadores encontraron quelas células T se multiplicaron al menos el doble en el grupo de terapia de combinación que con cualquiera de los tratamientos individuales. Más importante, informaron, los tumores eran aproximadamente un 30 por ciento más pequeños en el grupo de combinación que en los ratones que no recibieron tratamiento. Los ratones también sobrevivieron más tiempoen el grupo de combinación, con un 45 por ciento todavía vivo el día 20, cuando todos los ratones de los otros grupos estaban muertos.
"Esta fue una gran indicación de que nuestros esfuerzos en la inmunoingeniería, o el diseño de una nueva biotecnología para ajustar el sistema inmune, pueden funcionar terapéuticamente", dice Green. "Ahora estamos evaluando esta estrategia dual utilizando APC artificiales que imitan aún más las formas de inmunidadceldas, como con el fútbol y las formas de panqueque basadas en nuestro trabajo anterior, y esperamos que lo hagan aún mejor "
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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