El gel cargado con células que combaten el cáncer mantiene los tumores bajo control después de la cirugía en ratones
Una imagen de gran aumento del gel supresor de tumores. El gel está en azul, las plaquetas que contienen anticuerpos están en púrpura y las células T modificadas están en amarillo. Crédito: Quanyin Hu
Un nuevo gel biodegradable lleno de un cóctel de citoquinas que estimulan el sistema inmunológico y células que combaten el cáncer evitó el crecimiento de células cancerosas persistentes en ratones después de que se extirparon los tumores quirúrgicamente.
Tres semanas después de la cirugía, los tumores de los ratones tratados con el gel especializado eran aproximadamente 60 veces más pequeños que los de los ratones que no recibieron el tratamiento.
Los experimentos de prueba de concepto demuestran que estos geles podrían ayudar a combatir el cáncer en un momento crítico: cuando se ha extirpado un tumor pero las células malignas siguen al acecho después de la cirugía, listas para volver a crecer. Aunque se requiere más investigación para desarrollar un tratamiento para el cáncer en humanos, estos resultados preclínicos brindan una nueva forma prometedora de implementar el sistema inmunitario para eliminar las células cancerosas después de la cirugía.
Quanyin Hu, quien recientemente se unió a la facultad de la Facultad de Farmacia de Madison de la Universidad de Wisconsin, dirigió la investigación. Completó el trabajo con colegas de la Universidad de California, Los Ángeles, la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill y la Universidad de Zhejiang, incluidos los equipos de Zhen Gu y Gianpietro Dotti. La investigación se publicó el 26 de abril en la revista Nature Biomedical Engineering.
La técnica se basa en concentrar los esfuerzos de las células T, que son parte del sistema inmunitario capaz de destruir las células tumorales. Los investigadores reprogramaron genéticamente las células para apuntar a marcadores específicos del cáncer, concentraron las células en el gel biodegradable y las apoyaron con citocinas que estimulan las células T y anticuerpos supresores de tumores.
La Administración de Alimentos y Medicamentos ha aprobado tres terapias basadas en células T para el linfoma y la leucemia, dos tipos de cáncer de la sangre. Conocidos como terapias de células T con CAR, estos tratamientos reprograman las propias células T del paciente para reconocer marcadores específicos del cáncer, que son características exclusivas de las células cancerosas. Estas células CAR T, que se reinfunden en el torrente sanguíneo del paciente, continúan detectando y destruyendo las células cancerosas mucho mejor que antes.
Pero las terapias con células CAR T no funcionan tan bien para los tumores sólidos, como melanoma o cáncer de mama, porque son más difíciles de alcanzar a través del torrente sanguíneo. Y aunque muchos tumores se pueden extirpar quirúrgicamente, es muy difícil extirpar hasta la última célula maligna, por lo que a menudo se usa quimioterapia o radioterapia adicionales para eliminar el cáncer persistente. Este tratamiento de limpieza salva vidas, pero puede causar efectos secundarios graves, por lo que las nuevas formas creativas de limpiar los tumores extirpados quirúrgicamente podrían ser de gran ayuda para los pacientes.
«Esa es la motivación por la que queremos desarrollar estos nuevas tecnologías para facilitar la eficacia del tratamiento de las células CAR T contra los tumores sólidos», dice Hu.
Para mejorar el sistema, Hu y su equipo realizaron tres cambios principales. Primero, agregaron IL-15, una señal de estimulación inmunológica conocida como citocina que promueve el crecimiento y el vigor de las células T.
En segundo lugar, agregaron plaquetas, las partículas de células que coagulan la sangre, que se unieron a los anticuerpos supresores de tumores. Hu dice que la mayor limitación de la terapia de células T con CAR para tumores sólidos es una especie de interruptor de apagado que los tumores usan para esconderse de las células T. Estos anticuerpos bloquean ese interruptor de apagado, reactivando las células T en el área.
En el tercer paso, los investigadores cargaron las células T reprogramadas, las nanopartículas cargadas con IL-15 y las plaquetas decoradas con anticuerpos en un Gel compuesto por materiales biocompatibles. El gel proporciona un buen ambiente para apoyar a las células T para que puedan aplicarse durante la cirugía para extirpar un tumor y luego liberarse lentamente en el sitio quirúrgico. El cuerpo finalmente degrada el gel.
En un modelo de ratón de melanoma humano, los investigadores extirparon la mayor parte de un tumor de melanoma durante la cirugía y luego aplicaron el gel o un tratamiento de agua salada. Durante tres semanas, los tumores de los ratones que recibieron solo agua salada crecieron mucho más, mientras que los tumores de los ratones que recibieron el gel prácticamente no crecieron.
El efecto beneficioso del gel incluso se extendió a tumores en otras partes del cuerpo. En otro experimento, los ratones albergaban dos melanomas, uno a cada lado del cuerpo. Los investigadores extrajeron solo uno y trataron el sitio con el gel. Pero las células T modificadas viajaron del gel al otro tumor, lo que también ralentizó su crecimiento.
«Este experimento imita cómo los tumores pueden hacer metástasis de una parte del cuerpo a otra. Y vimos que nuestro estrategia de tratamiento local también puede inducir la eficacia sistémica», dice Hu.
Aunque los resultados son prometedores, hay muchos otros pasos para tratar de desarrollar el sistema de gel en un tratamiento para las personas, incluidos más estudios en animales. El laboratorio de Hu también quiere comprender mejor cómo las plaquetas naturales del cuerpo afectan a las plaquetas modificadas en el gel. Y están buscando estudiar qué tan bien funciona el gel para otros tipos de cáncer, incluidos los tumores inoperables.
«Creo que estamos en el camino correcto para la traducción clínica, pero primero tenemos más que aprender». dice Hu.
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El descubrimiento ofrece potencial para despojar a los tumores de la protección de las células T. Más información: Quanyin Hu et al. Inhibición de la recurrencia del tumor después de la cirugía a través de un hidrogel que libera células CAR-T y plaquetas conjugadas con anti-PDL1, Nature Biomedical Engineering (2021). DOI: 10.1038/s41551-021-00712-1 Información de la revista: Nature Biomedical Engineering
Proporcionado por la Universidad de Wisconsin-Madison Cita: Gel cargado con sustancias que combaten el cáncer células mantiene los tumores bajo control después de la cirugía en ratones (27 de abril de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-gel-cancer-fighting-cells-tumors-surgery.html Este documento es 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.