Biosensores para la evaluación rápida del tratamiento del cáncer
Detección de la destrucción de células tumorales por células T mediante conjugados de sensores de anticuerpos GzmB. Crédito: Nature Biomedical Engineering (2022). DOI: 10.1038/s41551-022-00852-y
Los inhibidores del bloqueo del punto de control inmunitario (ICB, por sus siglas en inglés) han transformado el tratamiento del cáncer y se han convertido en la terapia de primera línea para una amplia variedad de tumores malignos. Es porque funcionan mejor que el estándar de atención anterior.
Aún así, menos del 25 % de los pacientes se benefician de estos medicamentos, que están diseñados para bloquear las proteínas que impiden que el sistema inmunitario ataque las células cancerosas. Y en muchos casos, ese beneficio es temporal. Para agravar todo eso, está la dificultad de saber, de manera oportuna, si el tratamiento está funcionando. Ese tipo de retroalimentación crítica puede determinar si un paciente debe mantener el rumbo o pasar a una terapia alternativa.
«No tenemos una forma efectiva de proporcionar esa información con la suficiente anticipación, y eso es un gran problema, » señaló Gabe Kwong, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter en Georgia Tech y la Universidad de Emory. «Otro problema es que, incluso para los pacientes que responden a la terapia, es probable que llegue un momento en que desarrollen una resistencia y dejen de responder».
Así que Kwong y su equipo han desarrollado un sistema de biosensores sintéticos que permitirá que el paciente y el médico aprendan rápidamente si una terapia ICB está funcionando a través de un análisis de orina no invasivo. El equipo de investigación compartió su trabajo en un estudio publicado el 3 de marzo en la revista Nature Biomedical Engineering.
Por lo general, cuando los médicos quieren saber si sus pacientes están respondiendo a los medicamentos contra el cáncer, tienen dos opciones básicas: pueden realizar una biopsia, pero eso es invasivo, puede ser doloroso, y los resultados pueden demorar algunos días. O pueden tomar imágenes de una tomografía computarizada, por ejemplo, y observar el tumor. Pero las imágenes pueden ser engañosas cuando se monitorean inmunoterapias. Por ejemplo, si el tumor parece haber aumentado de tamaño, podría parecer que el medicamento no está funcionando para el paciente.
«Pero si tiene éxito en activar el sistema inmunológico, está va a recibir una avalancha de células inmunitarias en el tumor, y parecerá que el tumor ha crecido», dijo Kwong. «En realidad, el paciente está respondiendo a la terapia».
Eso se llama «pseudoprogresión» de la enfermedad. Al bloquear la actividad de esas proteínas hostiles, el fármaco ICB activa las células T protectoras, que atacan el tumor en masa. Las células T lo matan con una secreción letal de proteasas llamadas granzimas, parte de la misma clase de enzimas que se encuentran en el estómago y que se utilizan para digerir los alimentos. Cosas potentes.
«Razonamos, si los pacientes están respondiendo al fármaco, significa que estas células T están produciendo proteasas, y si no están respondiendo, estas proteasas no están presentes, por lo que las células T están activo», dijo Kwong, cuyos colaboradores incluyeron al profesor asociado de Coulter Peng Qiu y a los autores principales Quoc D. Mac y Anirudh Sivakumar, ambos estudiantes de posgrado cuando se realizó el estudio.
El laboratorio de Kwong ha estado creando y mejorando sus biosensores sintéticos durante más de una década. Para este estudio, desarrollaron sensores para detectar proteasas tumorales y de células T (los tumores también secretan un tipo de proteasa) durante el tratamiento con ICB.
Los sensores están conectados al fármaco ICB que se dirige hacia el tumor. ambiente después de la inyección. Cuando llegan a su destino, las proteasas producidas por las células T y las células tumorales activan los sensores, lo que desencadena la liberación de indicadores fluorescentes de señalización que están diseñados para concentrarse en la orina.
«Básicamente, estas señales diluirse en la sangre y sería muy difícil detectarlo, pero todo, desde la sangre, se filtra a través de los riñones», dijo Kwong. «Entonces, cuando observamos la orina, obtenemos señales muy concentradas, que aumentan o disminuyen, según si los pacientes responden o no».
Una segunda forma de leer los reporteros del biosensor implica inteligencia artificial y técnicas de aprendizaje automático para identificar patrones de señales que discriminen entre las diferentes formas en que el fármaco puede fallar. La segunda parte del documento se enfoca principalmente en esta parte, separando dos mecanismos diferentes de resistencia intrínseca.
«Hay múltiples versiones de resistencia», dijo Kwong. “Un paciente puede ser intrínsecamente resistente a la terapia, es decir, nunca le funcionaría. Y hay pacientes que han adquirido resistencia, el medicamento inicialmente les funcionó pero con el tiempo deja de funcionar”.
Los biosensores de Kwong pueden decir si el fármaco está funcionando y puede discriminar entre dos mecanismos de resistencia intrínseca, ambos debidos a mutaciones en diferentes genes que codifican proteínas.
«A continuación, nos gustaría desarrollar el mismo enfoque de biosensor para los pacientes que adquieren resistencia». dijo Kwong. «Tratamos de pensar en el viaje del paciente en nuestro trabajo: la persona que recibe un mal diagnóstico, comienza un nuevo tratamiento, responde al medicamento y luego, tres meses después, ya no responde. Es una diferencia sutil, pero un gran problema».
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Las células CAR T termocontrolables destruyen tumores y previenen la recaída en un nuevo estudio Más información: Quoc D. Mac et al, Urinary Detection of Early Responses to Checkpoint Blockade resistencia a él a través de sensores conjugados con anticuerpos cortados con proteasa, Nature Biomedical Engineering (2022). DOI: 10.1038/s41551-022-00852-y Información de la revista: Nature Biomedical Engineering
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: Biosensores para la evaluación rápida del tratamiento del cáncer (2022, 14 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-biosensors-quick-cancer-treatment.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.