Celulele CAR T administrate într-un gel special ar putea schimba tratamentul cancerului

În oncologie a apărut o descoperire științifică entuziasmantă, despre care se discută în întreaga lume!

Această aplicație biotehnologică presupune recoltarea unui grup special de celule imunitare de la pacienți, și anume a limfocitelor T, reprogramarea lor și administrarea într-un gel special pacientului, ca tratament împotriva cancerului.

Celulele CAR T sunt limfocite T reprogramate să detecteze și să distrugă celule canceroase. Deși sunt eficiente în cancerele de sânge precum leucemia, metoda reușește rareori în tumorile solide (ale organelor). Administrarea terapiei CAR T în gel ar putea depăși această problemă.

Medicament viu într-un gel

Inginerii de la Universitatea Stanford au dezvoltat această metodă nouă, care mărește „puterea de atac” a celulelor imunitare modificate genetic, numite limfocite T cu receptor chimeric de antigen (CAR). Terapia CAR T este cunoscută și ca medicament viu.

Cercetătorii au adăugat celule CAR T și proteine de semnalizare specializate într-un hidrogel, un gel alcătuit în mare parte din apă, cu proprietăți comune țesuturilor biologice, apoi l-au injectat în apropierea tumorii.

La 8 aprilie 2022, în Science Advances a fost publicat studiul potrivit căruia gelul oferă un mediu temporar unde celulele imunitare se multiplică și se activează pentru a lupta cu celulele canceroase din organism. În timp, gelul eliberează continuu celule CAR T activate pentru atacarea tumorii.

Unul dintre autorii studiului, Eric Appel, profesor asistent de știința și ingineria materialelor la Stanford, spune: „Majoritatea studiilor CAR-T se concentrează pe îmbunătățirea celulelor, dar există puține cercetări despre cum pot deveni mai eficiente în organismul uman. Ceea ce facem este complet complementar tuturor eforturilor de proiectare a unor celule mai bune.”

În prezent, perfuziile intravenoase (IV) sunt principala cale de administrare a celulelor CAR T. Celulele intră în sânge și circulă prin întregul organism. Abordarea nu este însă ideală pentru tumorile solide, de obicei dense, localizate și capabile să se apere ascunzându-se de celulele imunitare.

Autoarea principală, Abigail Grosskopf, spune: „Micromediul tumoral, este ca o zonă de război plină de lucruri înfricoșătoare care încearcă să lupte împotriva limfocitelor T. Celulele CAR T au dificultăți să infiltreze (să invadeze) aceste tumori pentru a le ataca.”.

• Subiect conex: Limfocitele T care infiltrează tumora și importanța lor în cancer

Pentru a activa celulele CAR T suficient de puternic încât să distrugă o tumoră, ele trebuie expuse mult timp la concentrații mari de proteine speciale de semnalizare. Aceste proteine, numite citokine, le transmit celulelor imunitare proiectate să se multiplice rapid și să se pregătească pentru distrugerea tumorii. Dacă ar fi administrate sistemic, intravenos, cantitatea necesară de citokine pentru lansarea unui atac eficient ar fi toxică pentru alte regiuni ale organismului. Grosskopf și colegii au dezvoltat, în schimb, un gel care poate găzdui temporar citokine și celule CAR T lângă tumoră. Celulele imunitare cresc și se multiplică aici, în loc să o facă în restul organismului, și sunt eliberate continuu pentru bombardarea formațiunilor canceroase.

Explicația figurii: Hidrogeluri injectabile care livrează împreună celule CAR T și citokine pentru un tratament mai eficient al tumorilor solide. A) Schemă a metodei de livrare a celulelor CAR-T la tumori solide (în stânga), comparativ cu abordarea intravenoasă convențională (IV) (în stânga). B) Schemă a structurii B7H3 CAR utilizate în toate studiile. C) Eficiența transducției celulelor B7H3 CAR-T, determinată prin colorare cu B7H3-Fc, față de celulele T „Mock” netransduse. D) Formarea hidrogelurilor PNP (Polimet Nanoparticulă) prin autoasamblare pentru încapsularea comună a celulelor CAR T și citokinelor stimulatoare.

Gelul este făcut din apă și două materiale: un polimer din celuloză (material prezent în plante) și nanoparticule biodegradabile. Combinate, cele două molecule se leagă ca un Velcro molecular: tind să adere una la alta, dar pot fi separate ușor.

Grosskopf a spus că „acest gel poate fi injectat prin ace mici”. „După injectare, însă, «Velcro» își reface forma și revine la structura unui gel puternic.”

Structura ca o plasă a gelului este suficient de strânsă pentru a împiedica scurgerea citokinelor mici. Totodată, legăturile ei sunt suficient de slabe pentru a fi rupte de celulele CAR T, care se pot elibera când sunt pregătite să omoare celulele canceroase.

Rezultate reușite în experimentele pe animale

După identificarea celei mai bune formule de gel pentru tratamentul cancerului, echipa a folosit modele de șoareci cu tumori pentru a testa metoda.

Grosskopf a constatat că toate animalele experimentale injectate cu gelul care conținea atât celule CAR T, cât și citokine au scăpat de cancer după 12 zile.

Echipa a încercat și livrarea numai a celulelor CAR T prin gel, dar tumorile au dispărut mult mai lent sau, la unii șoareci, deloc. Tratamentele administrate intravenos sau în soluție salină, în locul gelului, au avut efecte și mai slabe asupra tumorilor. În plus, gelul nu a produs la șoareci efecte secundare precum reacții inflamatorii și s-a degradat complet în organism în câteva săptămâni.

Echipa a testat și tratamentul cu gel într-un loc îndepărtat de tumoră. Surprinzător, tumorile tuturor animalelor au dispărut și astfel, deși răspunsul a necesitat aproximativ de două ori mai mult timp decât după injectarea lângă tumoră.

Appel a spus: „Evaluăm mai întâi tumorile lângă care putem injecta. Din păcate, nu putem face încă acest lucru în toate țesuturile corpului uman. Posibilitatea de a injecta la distanță de tumori ar deschide calea spre tratarea unui număr foarte mare de tumori solide.” El a adăugat că următorul experiment al laboratorului va explora capacitatea metodei de a livra gelul la tumorile din locuri îndepărtate.

În concluzie, studiul propune un mod relativ simplu și eficient de a îmbunătăți cercetările oncologice promițătoare. Grosskopf a rezumat: „Cred că un mare avantaj al gelurilor noastre este cât de ușor se prepară: amestecați două lucruri și injectați. Mai avem nevoie de studii preclinice, dar cred că acest tratament este foarte promițător.”