Dispositivo de tratamiento de fibra óptica en miniatura para una inmunoterapia contra el cáncer más eficaz
Dispositivo de fibra en miniatura desarrollado en la Facultad de Ingeniería de Virginia Tech podría hacer que la inmunoterapia contra el cáncer sea más eficaz. Crédito: Tonia Moxley para Virginia Tech
La inmunoterapia contra el cáncer, una de las terapias más importantes y prometedoras para los tratamientos contra el cáncer, está siendo utilizada por oncólogos para tratar a pacientes que padecen muchos tipos de cáncer diferentes, incluidos los de mama, cuello uterino, colon, estómago y piel.
«Sin embargo, un obstáculo para lograr un éxito más que moderado», dijo Rong Tong, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química, «es que ninguna de las estrategias de administración actuales puede suministrar de manera sostenible medicamentos que puedan, en el transcurso de unos pocos semanas, ajuste la dosis del fármaco para reducir las toxicidades sistémicas o para aumentar la respuesta terapéutica».
Tong llegó a Virginia Tech en 2015, el mismo año en que el profesor asistente Xiaoting Jia se unió al Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de Bradley. Cuando los dos se conocieron, comenzaron a hablar sobre sus respectivas investigaciones: su experiencia en administración de fármacos e inmunoterapia contra el cáncer y la de ella en fibras ópticas para detectar enfermedades neurológicas.
Al decidir unir sus esfuerzos para ayudar a combatir el cáncer, Tong y Jia abordaron el problema con los métodos actuales de administración de inmunoterapia al trabajar en un proyecto para desarrollar un dispositivo de tratamiento de fibra óptica en miniatura que puede administrar anticuerpos inmunoterapéuticos contra el cáncer mientras se mide el tumor. impedancia para monitorear la eficacia del tratamiento.
Su equipo inicial incluía a sus primeros estudiantes graduados, Ai Lin Chin, Ph.D. estudiante de ingeniería química (proyectado para graduarse este otoño) y Jiang Shan, quien recibió un Ph.D. en ingeniería eléctrica en mayo de 2021 y actualmente es investigador postdoctoral en la Universidad de Stanford. Posteriormente, Eungyo Jang y Liqian Niu, Ph.D. estudiantes de ingeniería química asesorados por Tong; y Liwu Li, profesor de ciencias biológicas, experto en inmunología, se sumó a los investigadores.
Mediante el uso de fibras ópticas con electrodos integrados, que tienen capacidades tanto de administración local como de medición que abarcan el transcurso de unas pocas semanas, y la combinación de la administración local de anticuerpos de bloqueo del punto de control inmunitario con la terapia fotodinámica, los investigadores han podido obtener una inmunidad antitumoral sostenida con reducción tumoral completa en múltiples modelos tumorales. Para probar si los ratones curados tienen «memoria inmune» contra los tumores, los investigadores desafiaron a los ratones curados inyectándoles células tumorales y encontraron que ninguno de los ratones curados tenía un nuevo crecimiento del tumor.
«Podemos infundir anticuerpos a través de nuestra fibra en miniatura al tumor para activar las células T alrededor de las células tumorales y obtener más inmunidad antitumoral al reclutar más células T en el lecho del tumor», dijo Jia. «Esto eventualmente producirá una inmunidad antitumoral fuerte y duradera a medida que vemos las células T de memoria acumuladas en los tumores y los ganglios linfáticos».
El enfoque de administración del equipo, de local a sistémico, es muy diferente del tratamiento convencional. que usa solo un método de administración sistémica, dijo Tong. Y también evita que los anticuerpos causen toxicidades antes de llegar al tumor.
Tong dijo que la investigación encontró que la medición de las señales eléctricas del tumor (impedancia del tumor) usando el nuevo dispositivo es rápida y permite monitorear en tiempo real el crecimiento del tumor, lo que difiere mucho de las terapias de imágenes tumorales basadas en agentes de contraste convencionales.
«Cuando un tumor crece, la lectura de impedancia aumenta correspondientemente; cuando el tamaño del tumor disminuye debido al tratamiento con anticuerpos, también encontramos una disminución del tamaño del tumor», dijo Jia.
Un artículo explicando su trabajo, «Fibras ópticas implantables para la administración inmunoterapéutica y la medición de la impedancia tumoral», se publicó recientemente en Nature Communications.
«Jia y yo comenzamos esta investigación como miembros jóvenes y entusiastas de la facultad de Virginia Tech que tenían la esperanza de pero no estoy realmente seguro del resultado», dijo Tong. «Estamos muy satisfechos con la contribución que ha hecho nuestra colaboración para lograr mejores resultados para los pacientes que se someten a inmunoterapia contra el cáncer y alentamos a otros profesores jóvenes de la Facultad de Ingeniería a unir fuerzas que podrían abrir nuevas posibilidades en el campo de la ingeniería biomédica».
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Atravesando el escudo protector del tumor Más información: Ai Lin Chin et al, Fibras ópticas implantables para la administración de inmunoterapéuticos y la medición de la impedancia del tumor, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-25391-z Información del diario: Nature Communications
Proporcionado por Virginia Tech Cita: Dispositivo de tratamiento de fibra óptica en miniatura para una inmunoterapia contra el cáncer más eficaz (9 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-miniature-optical-fiber-treatment-device.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.