Los ganglios linfáticos artificiales enseñan a las células T a matar el cáncer

Los científicos han desarrollado un ganglio linfático artificial con potencial para tratar el cáncer, según un nuevo estudio en ratones y células humanas.

El ganglio linfático recién desarrollado, un saco lleno de componentes del sistema inmunológico, se implanta debajo de la piel. Está diseñado para actuar como centro de aprendizaje y estimulador para enseñar a las células T del sistema inmunológico a reconocer y destruir las células cancerosas.

Los ganglios linfáticos (pequeñas glándulas distribuidas por todo el cuerpo, principalmente en el cuello, las axilas y la ingle) son parte del sistema inmunológico de los mamíferos, incluidos los ratones y las personas. Se cuentan por cientos para que las células inmunitarias de una zona del cuerpo no tengan que viajar muy lejos para alertar al sistema inmunitario de un peligro inminente.

«Son un lugar de aterrizaje donde las células T, las células combatientes del sistema inmunológico, permanecen quietas, esperando ser activadas para combatir infecciones u otras células anormales», dice Natalie Livingston, actualmente investigadora postdoctoral en el Hospital General de Massachusetts y primera autor del estudio. publicado en la revista Materiales avanzados.

«Debido a que el cáncer puede engañar a las células T para que permanezcan estacionarias, el ganglio linfático artificial fue diseñado para informar y activar las células T que se inyectan junto con el ganglio linfático».

Para crear el ganglio linfático artificial, los científicos utilizaron ácido hialurónico, una sustancia humectante comúnmente utilizada en cosméticos y lociones y que se encuentra naturalmente en la piel y las articulaciones del cuerpo.

Debido a sus propiedades, el ácido hialurónico se utiliza a menudo en materiales biodegradables, como apósitos para la cicatrización de heridas destinados a ser implantados o aplicados en el cuerpo. Entre esas propiedades, el ácido hialurónico puede unirse a las células T a través de un receptor de la superficie celular.

Para el estudio actual, el equipo utilizó ácido hialurónico como armazón o base para su nuevo ganglio linfático y añadió moléculas MHC (complejo mayor de histocompatibilidad) o HLA (antígeno de histocompatibilidad humana), que estimulan las células T y otros componentes del mismo. sistema inmunitario. Luego, también agregaron moléculas y antígenos comunes a las células cancerosas para «enseñar» a las células T qué buscar.

«Al agregar diferentes anticuerpos al ganglio linfático artificial, tenemos la capacidad de controlar qué buscan las células T que se activan», dice Livingston.

El ganglio linfático artificial resultante tiene un tamaño de aproximadamente 150 micrones, aproximadamente el doble del ancho de un cabello humano. Es lo suficientemente pequeño como para permanecer debajo de la piel y lo suficientemente grande como para evitar ser arrastrado al torrente sanguíneo.

«Una ventaja de este enfoque sobre otras terapias basadas en células como CAR-T es que hay menos pasos de fabricación», dice Jonathan Schneck, profesor de patología, medicina y oncología de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, director de la Johns Hopkins. Centro de Inmunoingeniería Traslacional y miembro del Instituto de Ingeniería Celular, el Centro Oncológico Kimmel y el Instituto de Nanobiotecnología.

Las terapias celulares actuales requieren extraer células T de un paciente, manipularlas fuera del cuerpo para reconocer un tipo particular de cáncer e inyectarlas nuevamente en el paciente.

“En nuestro enfoque, inyectamos células T junto con un ganglio linfático artificial, y las células T son recompensadas y educadas por el ganglio linfático artificial dentro del cuerpo. Entonces, las células T pueden viajar a todas partes para destruir las células cancerosas», afirma Schneck, quien dirigió el equipo de investigación, junto con Hai-Quan Mao, director del Instituto de Nanobiotecnología Johns Hopkins.

Livingston, Schneck y sus colegas probaron el ganglio linfático artificial en ratones a los que se les implantó melanoma o cáncer de colon. Seis días después de la implantación de los tumores, los ratones recibieron inyecciones de células T y ganglios linfáticos artificiales.

Los investigadores compararon estos ratones con los que recibieron solo el ganglio linfático artificial, los que recibieron células T solas (que no fueron activadas por el ganglio linfático artificial) y los que recibieron células T más una clase de fármaco de inmunoterapia llamado anti-PD-1. .

Nueve días después, los ratones con melanomas y cáncer de colon que recibieron una combinación del ganglio linfático artificial, células T y el fármaco anti-PD-1 tuvieron las mejores tasas de supervivencia (tres de los siete ratones todavía estaban vivos a los 33 días). en comparación con otros grupos que sólo vivieron unos 26 días. Este grupo de ratones también tuvo la tasa de crecimiento del cáncer más lenta. Su cáncer tardó entre cinco y diez días más en duplicar su tamaño que en los otros grupos.

Los científicos también descubrieron que el ganglio linfático artificial atrajo una afluencia de otras células inmunes y actúa como un «nicho inmunológicamente activo» para ayudar a estimular aún más el sistema inmunológico. Cuando se inyectaron células T en los ratones junto con el ganglio linfático artificial, el número de células T creció hasta nueve veces más.

Livingston dice que el enfoque de los ganglios linfáticos artificiales es diferente de una vacuna contra el cáncer, que normalmente activa una célula dendrítica, un componente del sistema inmunológico que enseña a las células T qué buscar. Las personas con cáncer a menudo desarrollan células dendríticas que no funcionan correctamente y el ganglio linfático artificial pasa por alto las células dendríticas para activar directamente las células T.

El equipo de investigación planea realizar estudios de laboratorio adicionales para agregar más moléculas de señalización inmune al ganglio linfático y reclutar más células inmunes del huésped al entorno de los ganglios linfáticos artificiales.

«Combinamos las disciplinas de la ciencia de los materiales y la inmunología para crear una terapia potencial que formaría su propia comunidad inmunológica: una especie de fármaco vivo», dice Schneck.

Los investigadores presentaron una patente que involucra la tecnología descrita en su investigación.

Institutos Nacionales de Salud, Fundación Nacional de Ciencias, Premio Nacional Individual de Investigación Predoctoral Ruth L. Kirschstein, Beca de Investigación para Graduados de la Fundación Nacional de Ciencias, Fundación ARCS, Fundación Siebel y Beca de Postgrado del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Naturales de Canadá: Premio de Doctorado financió la obra.

Fuente: Universidad Johns Hopkins