Impulsar células que matan el cáncer a través de la falta de oxígeno

Una nueva investigación ha sugerido que un tipo de inmunoterapia que las células T asesinas de los pacientes en un laboratorio antes de ajustar sus poderes destructivos del cáncer y devolverlos podría ser más eficaz mediante el crecimiento de las células T asesinas en un cultivo con poco oxígeno.
Los resultados de un nuevo estudio sugieren que las células T asesinas, que funcionan para destruir el cáncer, podrían hacerse más efectivas si se cultivan en un ambiente con poco oxígeno.

Escribiendo en el diario Informes de células, investigadores del Instituto de Ciencia Weizmann en Israel sugieren que su descubrimiento podría aumentar el poder de la inmunoterapia para combatir tumores sólidos, lo que plantea un desafío particular para las células T asesinas.

Las células T asesinas, que también se conocen como linfocitos T citotóxicos (CTL), son un tipo especializado de glóbulos blancos llamados células CD8 + T que se consideran los "soldados de infantería del sistema inmunitario".

Los CTL matan directamente las células dañadas, las células cancerosas y las células infectadas con virus y otros patógenos.

El autor principal Guy Shakhar, que es profesor en el Instituto Weizmann, explica que si bien las células T asesinas son los principales agentes de la inmunoterapia contra el cáncer, "no siempre logran eliminar la malignidad".

Sin embargo, dice que "al crecer estas células T en un ambiente pobre en oxígeno, podemos convertirlas en asesinas más efectivas".

Las células tumorales pueden resistir bajo nivel de oxígeno

En la actualidad, la inmunoterapia del cáncer que aumenta las células T asesinas de los pacientes funciona mejor contra ciertas leucemias y linfomas. Sin embargo, es menos efectivo para eliminar tumores sólidos, en los que los niveles de oxígeno son muy bajos.

Los niveles de oxígeno dentro de los tumores sólidos, expresados ??como un porcentaje del gas disuelto en las células que rodean el fluido, varían de 0.5 a 5 por ciento. Esto es más bajo que en la mayoría de los órganos sanos y considerablemente más bajo que el 20 por ciento establecido normalmente para las células en crecimiento en la incubadora de laboratorio.

El bajo nivel de oxígeno no parece obstaculizar las células tumorales, por ejemplo, no les impide absorber y metabolizar la glucosa, que es su principal fuente de combustible.

Pero el ambiente de bajo oxígeno del tumor no es favorable para las células T asesinas. Los investigadores se refieren a varios estudios que ofrecen evidencia de esto.

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Por ejemplo, parece que las áreas tumorales con poco oxígeno atraen a otras células, como "macrófagos asociados a tumores tipo M2" y "células T reguladoras", que pueden alterar la función de las células T asesinas.

Además, las bolsas con poco oxígeno en los tumores favorecen el metabolismo anaeróbico de la glucosa, lo que resulta en un ambiente ácido que amortigua la actividad de las células T asesinas.

'Mejor rechazo tumoral y supervivencia'

Estudios previos han demostrado que el crecimiento de las células T asesinas bajo condiciones de bajo oxígeno aumenta su capacidad de matar otras células en el laboratorio. Pero hasta este nuevo trabajo en el laboratorio del profesor Shakhar, su capacidad para matar el cáncer no había sido estudiada.

Por lo tanto, para su propia investigación, el equipo experimentó con cultivo de células T asesinas en cultivo en el laboratorio con solo 1 por ciento de oxígeno y las comparó con células cultivadas al 20 por ciento, como antes.

Descubrieron que las células T asesinas carentes de oxígeno eran más efectivas para atacar las células cancerosas de melanoma cultivadas que las células T asesinas cultivadas bajo las condiciones de oxígeno habituales.

Mientras tanto, el equipo implantó ratones con células tumorales debajo de su piel. Luego, una vez que los tumores se formaron la capa de 7 días, inyectaron a algunos de los ratones células T asesinas privadas de oxígeno, algunas con células T asesinas cultivadas en las condiciones habituales, y dejaron el resto sin tratar.

Descubrieron que los ratones tratados con células T asesinas privadas de oxígeno, o "CTL hipóxicas", mostraron "mejor rechazo y supervivencia del tumor" que cualquiera de los otros.

Bajo nivel de oxígeno ofrece golpes más letales

Cuando los investigadores observaron más de cerca las células T asesinas privadas de oxígeno, descubrieron que no necesariamente penetraban los tumores más profundamente, pero tenían mejores armas para matar las células tumorales.

Las células T asesinas tienen varias armas para atacar las células cancerosas. Una de estas es una enzima destructiva llamada granzima-B que se empaqueta en "gránulos". Liberan los gránulos en las células cancerosas después de perforarlos usando una proteína llamada "perforina".

El equipo descubrió que, si bien las células T asesinas carentes de oxígeno contenían la misma cantidad de gránulos que las células no muertas de hambre y las liberaban con tanta eficacia, "empaquetaban más granzima B en cada gránulo sin producir más perforina".

En otras palabras, aunque las células T asesinas privadas de oxígeno liberaron la misma cantidad de golpes que las células no muertas de hambre, cada golpe fue más mortífero.

El profesor Shakhar compara las células T asesinas que carecen de oxígeno con los montañeros que se aclimatan para reducir los niveles de oxígeno. "Así como el entrenamiento en altitud aumenta la resistencia en los humanos, entonces poner células T asesinas a través de un 'régimen de ejercicios' aparentemente los endurece", explica.

Él y sus colegas señalan que su método ahora necesita ser confirmado en humanos. Si es así, entonces ofrece una forma inmediata de mejorar la efectividad de la inmunoterapia para tumores sólidos.

"En la inmunoterapia celular, las células T deben ser removidas y cultivadas fuera del cuerpo en cualquier caso. Cultivarlas bajo presión de oxígeno es relativamente simple, pero este pequeño ajuste a los protocolos clínicos existentes puede mejorar significativamente la efectividad de la terapia".

Prof. Guy Shakhar