La «célula T sonogénica CAR EchoBack”
Investigadores de USC Viterbi han diseñado una nueva célula inmune que, cuando se activa mediante ultrasonido, puede detectar y destruir células cancerosas de forma continua durante períodos prolongados.
Imagine una célula inmunitaria superpotenciada capaz de lanzar un ataque concentrado contra tumores sólidos persistentes: un luchador inteligente que destruye células cancerosas durante días sin cansarse.
Los ingenieros biomédicos de la USC han hecho realidad este concepto, creando lo que han denominado la «célula T CAR EchoBack», que pronto podría revolucionar el campo de la inmunoterapia contra el cáncer.
Terapia personalizada CAR-T
El trabajo, publicado en la revista científica Cell, tiene un enfoque innovador que podría superar obstáculos importantes en el tratamiento de tumores que habitualmente no son candidatos a la inmunoterapia. Esto lo realiza manteniendo seguro el tejido sano.
La terapia de células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) es un campo prometedor en el tratamiento del cáncer que ha demostrado gran éxito en el tratamiento de cánceres de transmisión sanguínea, como la leucemia.
Se trata de una terapia altamente personalizada en la que las células T, que combaten el cáncer, se extraen directamente de la sangre del paciente y se les aplican modificaciones genéticas para mejorar su capacidad de atacar y destruir células cancerosas. El Departamento de Ingeniería Biomédica Alfred E. Mann de la USC realiza investigación pionera en este campo, bajo la dirección de Peter Yingxiao Wang, titular de la Cátedra Dwight C. y Hildagarde E. Baum de Ingeniería Biomédica.
Células T EchoBack- Car
El último descubrimiento del Laboratorio Wang demuestra que estas nuevas y potentes células T EchoBack-CAR pueden atacar las células tumorales durante cinco veces más tiempo que las células T CAR convencionales, una tecnología lista para aplicaciones médicas.
Las células pueden controlarse remotamente para atacar tumores mediante ultrasonido focalizado, lo que potencialmente aumenta la seguridad y la eficacia de los tratamientos.
El autor principal, Longwei Liu , profesor adjunto de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC , afirmó que, si bien las células T CAR controlables por ultrasonido de primera generación demostraron una seguridad significativamente mayor en comparación con la terapia estándar, que generalmente solo atacan las células cancerosas durante un máximo de 24 horas antes de expirar.
En cambio, las células T CAR EchoBack funcionan al ser activadas por ultrasonido en la zona del tumor.
A partir de ahí, las células T CAR continúan buscando y destruyendo células cancerosas durante al menos cinco días sin fatigarse.
El CAR-T de nueva generación
“Es fácil imaginar que cuando los pacientes acuden al hospital con células de primera generación, podrían necesitar acudir a diario para recibir tratamiento.
Pero con la nueva generación, el tratamiento ahora requiere muchas menos visitas, por ejemplo, una vez cada dos semanas, o incluso con menos frecuencia”, dijo Liu.
«Hará que el CAR-T controlable por ultrasonido sea prácticamente útil para aplicaciones médicas reales».
La tecnología de ultrasonido focalizado, del Laboratorio Wang, funciona como un «interruptor» para las células T CAR, diseñadas para responder a un pulso corto de ultrasonido de 10 minutos. Esto activa las células para que detecten las células cancerosas a su alrededor.
Además, tras la estimulación transitoria corta con ultrasonido tienen una función de larga duración, lo que les permite eliminar el tumor de forma mucho más eficaz en la región local.
Esto representa, sin duda, un hito y un gran avance en el campo, es decir, migrar del diseño conceptual a un sistema de aplicación práctica real, afirmó Wang.
El equipo denominó a las células «EchoBack-CAR» debido a sus mecanismos únicos que replican la estimulación ultrasónica que las activa.
Las células poseen una función de retroalimentación única, similar a la llamada y la respuesta (el «back» en EchoBack), que les permite reaccionar ante las células tumorales, lo que desencadena la activación y el ataque de las células T CAR.
“Siempre que hay una célula tumoral cerca, esta envía una señal a nuestra célula CAR-T, que a su vez produce más moléculas destructoras para destruir esas células tumorales”, explicó Liu.
“Por eso también es seguro, porque cuando esas células CAR-T migran fuera del tumor, la molécula CAR se degrada gradualmente, por lo que no destruyen el tejido sano. Las hemos diseñado para que sean células CAR-T inteligentes”.
Los resultados
El equipo de investigación realizó experimentos de laboratorio en modelos de ratón para probar las nuevas células T CAR en una selección de células tumorales, incluido el cáncer de próstata y el glioblastoma.
“Podemos ver claramente que el CAR controlable por ultrasonido, más dos rondas de estimulación ultrasónica, superó a las células T CAR estándar”, dijo Liu.
“Además, al someter nuestras células T CAR a estimulación con células tumorales, el CAR estándar ya estaba agotado y en un estado disfuncional, pero nuestro CAR controlable por ultrasonido tiene una mejor función, menor agotamiento y una mayor capacidad de destrucción”.
Los estudiantes del doctorado de USC Viterbi, Peixiang He y Yuxuan Wang, contribuyeron significativamente al proyecto.
El equipo de investigación trabajó en estrecha colaboración con colegas del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Yale y de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill en la secuenciación de células individuales para el estudio.
Qifa Zhou, becario de ingeniería Zohrab A. Kaprielian de la USC, también aportó información sobre la tecnología de ultrasonidos utilizada para el desarrollo de las células.
Tumores sólidos
Este diseño de EchoBack se adaptó aún más para dirigirse al antígeno prostático específico de membrana (EchoBack-PSMACAR) en el tratamiento del cáncer de próstata, demostrando una supresión tumoral duradera con mínima toxicidad extratumoral.
Por lo tanto, las células T sonogenéticas EchoBack-CAR pueden constituir una estrategia versátil, eficiente y segura para el tratamiento de tumores sólidos.
Este avance abre la puerta a tratamientos oncológicos más potentes, precisos y fáciles de usar para el paciente.
Liu afirmó que las células CAR-T EchoBack no son solo una idea, sino un verdadero avance hacia el futuro de la inmunoterapia segura y eficaz, ofreciendo nuevas esperanzas a los pacientes con tumores difíciles de tratar.
El equipo espera ahora que esta nueva tecnología se convierta en una herramienta modular que pueda adaptarse con éxito a otros tipos de tumores sólidos para la inmunoterapia, como el cáncer de mama y el retinoblastoma.
Lo más emocionante es que las células CAR-T son inteligentes.
Pueden escuchar el ultrasonido y detectar las células tumorales.
Este tipo de células CAR-T no se había desarrollado antes, y esperamos, con interés, sus beneficios para los pacientes en el futuro.
