Un equipo de investigadores ha diseñado moléculas de proteínas inteligentes que pueden reprogramar los glóbulos blancos para ignorar un mecanismo de señalización de autodefensa que las células cancerosas usan para sobrevivir y diseminarse en el cuerpo. Los investigadores dicen que el avance podría conducir a un nuevo método de recuperacióndiseñando células inmunes para combatir el cáncer y las enfermedades infecciosas. El equipo probó con éxito este método en un sistema de cultivo de células vivas.
El trabajo fue dirigido por los profesores de bioingeniería Peter Yingxiao Wang y Shu Chien con los profesores colaboradores Victor Nizet y Xiangdong Xu, todos en la Universidad de California en San Diego, junto con investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. El equipo publicó sutrabajar este mes en Comunicaciones de la naturaleza .
Las proteínas inteligentes, llamadas "iSNAPS" proteínas integradas de detección y activación, están diseñadas para detectar señales moleculares precisas en células vivas y, en respuesta, actúan sobre esas señales para permitir que las células combatan enfermedades o realicen otras funciones beneficiosas.El estudio es el primero en demostrar cómo se pueden combinar las capacidades de detección y activación en una sola molécula, dijo Wang.
Los investigadores insertaron sus iSNAPS en un tipo de glóbulos blancos llamados macrófagos y demostraron que mejoraron drásticamente la capacidad de los macrófagos de engullir y destruir las células cancerosas que se dividen rápidamente.
Los macrófagos son glóbulos blancos que juegan un papel importante en el sistema inmunitario. Parte de su tarea es eliminar las partículas extrañas y los organismos nocivos como los patógenos y las células cancerosas al digerirlas. Cuando un macrófago se une a una célula cancerosa u otra célula extrañainvasor, las proteínas superficiales en el macrófago llamadas receptores gamma Fc envían una señal de "cómeme" que incita al macrófago a engullir y destruir al invasor.
Sin embargo, las células cancerosas tienen un mecanismo de protección especial que contribuye a su potencial de enfermedad mortal. Tienen una proteína de superficie llamada CD47 que interactúa con la proteína de superficie SIRP-alfa del macrófago para enviar una señal negativa de "no me comas".
El secreto para que funcione la tecnología iSNAP implica reconfigurar el campo de batalla entre las células cancerosas y el sistema inmunitario. El iSNAPS esencialmente reconecta los macrófagos para anular esta señal de "no me comas" e interpretarla como una señal de "comeme"Los iSNAP tienen un componente sensor que detecta el evento molecular clave que ocurre dentro de un macrófago cuando su proteína de superficie SIRP-alfa interactúa con CD47 en la célula cancerosa. En respuesta, el iSNAPS tiene un componente activador que se transforma inmediatamente para producir un verde /señal de luz amarilla, que brinda a los investigadores una forma de visualizar la actividad molecular a través de un microscopio. El componente activador también se dispara para liberar una enzima que inicia una cascada de eventos que permite al macrófago engullir la célula cancerosa ". Lo que es notable es que esta respuestael tiempo es muy rápido, creemos que sucede en cuestión de segundos a minutos ", dijo Wang.
En sus experimentos, los investigadores mezclaron sus macrófagos diseñados con células cancerosas en placas de cultivo y observaron la actividad a través de un microscopio. Los macrófagos pudieron engullir la mayoría de las células cancerosas analizadas. Como experimento de control, los investigadores utilizaron macrófagos que conteníaniSNAPS, que tienen capacidad de detección pero no capacidad de activación. Observaron que estos macrófagos podrían unirse y detectar la presencia de las células cancerosas pero no comerlas.
Wang señaló que el diseño de iSNAPS podría modificarse en principio para otros usos, como la reingeniería de las células inmunes para matar bacterias. También podrían aplicarse a otros tipos de células inmunes, como las células T, para la terapia del cáncer de múltiples puntas.adelante, el equipo planea probar el iSNAPS en ratones para ver cómo funcionarían in vivo . Los investigadores también están interesados en estudiar si el iSNAPS puede aprovecharse para mejorar otras funciones celulares nativas para corregir diversas patologías de enfermedades.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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