En la lucha contra el cáncer, todo avance es un logro, y la utilización del sistema inmunológico para actuar contra él, todo un hito y un reto.

Mediante el desarrollo de Células T cargadas con nanopartículas, una “mochila” que contiene fármacos inmunoestimulantes, los ingenieros de MIT mostraron en un estudio con ratones que podían potenciar la actividad de esas células T y sin los efectos secundarios dañinos de la inmunoterapia administrada de forma sistémica. En más de la mitad de los animales tratados, los tumores desaparecieron por completo.

El cáncer y el sistema inmunológico

El cáncer es la enfermedad provocada por la división incontrolada de las células de nuestro cuerpo. Nuestras células se dividen normalmente para crecer y reparar los tejidos del organismo. Cuando, por diversas razones, tanto genéticas como ambientales, ya sean por hábitos de vida o exposiciones externas, forzamos la reparación de estos tejidos de manera desequilibrada, aumentamos el riesgo de producir errores en la división celular. Estos errores por lo general son normales y para eso tenemos los mecanismos reparadores, sin embargo siempre hay riesgo de que se produzcan errores verdaderamente malignos y cuantos más “números de esta lotería” compremos, más posibilidades hay de que se produzcan.

Las células tumorales son, por tanto, células de nuestro propio organismo alteradas para reproducirse sin control. Para tener esa propiedad de crecimiento incontrolado, tienen que tener diferencias en sus mecanismos moleculares, pero para nuestro sistema inmunológico, diseñado para combatir agentes externos, es tremendamente complicado diferenciarlas y actuar contra ellas. Necesita ayuda.

Las células T contra el cáncer

Las células T son células inmunes especializadas, que deambulan por todo el cuerpo, identificando y eliminando las células infectadas o activando los macrófagos, linfocitos B o T mediante citoquinas y otras proteínas coestimulatorias que se encuentran dentro de su membrana celular.

Hace mucho tiempo que los investigadores del cáncer intentan aprovechar estas células inmunes para destruir tumores, a través de un enfoque llamado terapia de células T adoptivas. Para lograr esto, los investigadores deben ser capaces de crear grandes poblaciones de células T que puedan reconocer y atacar un tumor de forma específica.

Para ello, se han desarrollado varias formas de crear poblaciones de células T que puedan atacar a los tumores:

  1. Extraer células T directamente de una biopsia tumoral, cultivarlas en una placa de laboratorio y devolverlas al paciente.
  2. Tomar células T circulantes de la sangre del paciente y:
    1. modificarlas genéticamente para que se dirijan contra una proteína de la superficie de la célula tumoral
    2. exponerlas a proteínas tumorales con la esperanza de que las células T se activen contra ellas

Estos métodos han demostrado cierto éxito contra los linfomas y las leucemias, pero ha demostrado que es difícil generar una fuerte respuesta inmune contra los tumores sólidos. Los investigadores han intentado aumentar esa respuesta mediante la inyección de citoquinas (proteínas inmunoestimuladoras) junto con las células T. Sin embargo, estos tratamientos han tenido efectos secundarios nocivos, entre los que se incluye la inflamación, porque tienden a estimular cualquier célula T que encuentran a su paso, lo que limita la cantidad de medicamento que se puede administrar.

Para superar esto se ha estado trabajando en técnicas que estimulen unicamente las células T específicas del tumor.

Células T cargadas con nanopartículas de citoquina IL-15

En 2010 ya se experimantaba con la unión de pequeñas esferas llamadas liposomas a las células T. Estos liposomas llevaban una carga útil de citoquina con la intención de estimular solo las células T cercanas. Sin embargo, las partículas solo podían transportar una pequeña cantidad de citoquina, que además comenzaba a liberarse tan pronto se introducían en el organismo.

En el artículo publicado en Nature Biotechnology de julio de 2018, el euipo de investigadores del MIT liderado por Darrell J Irvine, cuentan como han desarrollado un nuevo tipo de nanopartícula capaz de transportar 100 veces más de fármaco que sus predecesoras los liposomas, estas nanopartículas consisten en un gel hecho a partir de moléculas de la citoquina IL-15 y no lo liberan hasta que la célula T no hace contacto con el tumor. En estas nanopartículas las moléculas de la citoquina IL-15 están unidas por un reticulador diseñado para degradarse solo cuando la célula T que porta las partículas alcanza el tumor y se activa. Activación que se manifiesta por un cambio químico en la superficie de las células T.

La técnica permite vincular la activación de las células T con las tasas de liberación del fármaco. Estos nanogeles se disuelven preferencialmente cuando las células T están en sitios expuestos al antígeno tumoral, es decir, en el tumor y en los nódulos linfáticos cercanos liberando el medicamento directamente en el tumor y no en el tejido sano, donde podría causar problemas.

Ensayos preclínicos

Los investigadores probaron este enfoque en ratones cuyas células T fueron diseñadas genéticamente para dirigirse contra una proteína que se encuentra en las celulas tumorales del melanoma. En alrededor de un 60 % de ratones, la terapia fue tan efectiva que los tumores desaparecieron completamente después de múltiples tratamientos.

Por otra parte, los investigadores, también mostraron que la carga de estas nanopartículas en células T humanas modificadas genéticamente para atacar células de glioblastoma, les permitió ser mucho más efectivos en la eliminación de células tumorales.

También hemos aprendido que con estas nanopartículas, se ha podido suministrar, en este caso a los ratones, ocho veces más IL-15, sin los efectos secundariosque obtenemos con la inyección del fármaco en el organismo de la manera habitual.

Futuro

Ahora el equipo de investigadores trata de explorar, esta técnica en otros tumores y con otros fármacos, aparte de la IL-15, que podrían ser mas efectivos para estimular las células T.

Referencias

  1. Trafton A. Nanoparticles give immune cells a boost. MIT News, July 9 2018.
  2. Tang L, et al. Enhancing T cell therapy through TCR-signaling-responsive nanoparticle drug delivery. Nature Biotechnology, 9 Jul 2018.