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'Exprimir células' amplía las opciones de vacunas de inmunoterapia
Usando tecnología de microfluidos, los científicos han desarrollado una forma de exprimir las células B del sistema inmune para que sus membranas desarrollen agujeros temporales, lo que permite la inserción de antígenos que programan respuestas inmunitarias específicas.
A medida que las células se comprimen a través de los canales de estrechamiento, se abren pequeños orificios temporales en sus membranas, permitiendo que los antígenos diana entren antes de que se cierren nuevamente.
Crédito de la imagen: SQZ Biotech
La técnica promete abrir nuevas formas de realizar el sueño de la inmunoterapia, utilizando el propio sistema inmunológico de los pacientes para combatir las enfermedades. Hasta ahora, la idea ha resultado difícil de traducir de laboratorio a clínica.
Los investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) en Cambridge, MA, describen su trabajo en un artículo publicado en la revista Informes científicos.
Allí, explican cómo su enfoque utiliza células B para crear "vacunas de células presentadoras de antígenos" que podrían entrenar el sistema inmune de un paciente para combatir las enfermedades.
Un antígeno, abreviatura de generador de anticuerpos, es cualquier material que desencadena un ataque del sistema inmune. Esto incluye, por ejemplo, una proteína de una bacteria que causa una enfermedad o una parte de una partícula de virus.
Los estudios de vacunas celulares previas han tendido a centrarse en las células dendríticas como presentadores de antígenos. Las células dendríticas son células de exploración versátiles que recorren los antígenos de muestreo y procesamiento y muestran los resultados en sus superficies celulares.
Viajan a los ganglios linfáticos y el bazo, donde se encuentran con células T asesinas que luego usan los antígenos presentados para ayudarlos a atacar y destruir los patógenos invasores o las células cancerosas.
Pero el equipo del MIT dice que existen inconvenientes en el uso de células dendríticas para las vacunas basadas en células. Tienen una vida útil corta, no se dividen una vez que se activan, y son relativamente escasos en el torrente sanguíneo.
Los investigadores se sintieron atraídos por la idea de usar células B porque pueden proliferar cuando se activan y son abundantes en el torrente sanguíneo. Pero son limitados, en el sentido de que, a diferencia de las células dendríticas, no muestran constantemente los antígenos, sino que están genéticamente programados para procesar únicamente los antígenos que coinciden con el receptor en su superficie celular.
Cómo hacer que las células B sean tan versátiles como las células dendríticas
El autor principal Gregory Szeto, un postdoctorado en el Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT, explica el desafío que enfrentaron en su estudio:
"Queríamos eliminar una barrera importante en el uso de células B como una población de células presentadoras de antígenos, ayudándolas a complementar o reemplazar las células dendríticas".
La solución que describen en su artículo es mecánica. Usando un dispositivo microfluídico, descubrieron que podían comprimir las células B para distorsionarlas temporalmente, abriendo sus membranas el tiempo suficiente para permitir la inserción de antígenos diana en las células.
El dispositivo comprende pequeños canales paralelos grabados en un microchip. Los canales se vuelven progresivamente más estrechos y están diseñados para exprimir partículas del tamaño de una celda.
Usando un sistema de presión positiva, los investigadores pasaron una suspensión de células B y antígeno objetivo a través de los canales. A medida que una celda se escurre por la parte estrecha del canal, se abren pequeños orificios temporales en su membrana, permitiendo que el antígeno objetivo se difunda en la célula.
El antígeno no penetra profundamente en la célula B, pero permanece atrapado en el citosol, dentro de la membrana celular, un resultado que tiene el mismo efecto que presentar el antígeno diana.
Por lo tanto, luciendo el antígeno objetivo, las células B se convierten en vacunas celulares equipadas para preparar la respuesta requerida de las células T asesinas.
Prueba de concepto probado en ratones
Los investigadores encontraron que las células B exprimidas y cargadas eran capaces de cebar las células T como métodos existentes que usan perlas recubiertas de anticuerpos.
Luego insertaron las células B exprimidas y las células T específicas de antígeno en ratones y mostraron que las células B cargadas de antígeno podrían expandir las células T en el bazo y los nódulos linfáticos. Esto, en efecto, demuestra el concepto de usar células B como un sistema de vacuna celular, dicen los investigadores.
El equipo también señala que el suyo es el primer método que desacopla de manera efectiva la administración de antígenos de la activación de las células B, lo que confiere un mayor control sobre el diseño de la vacuna.
Gail Bishop, profesora de microbiología en la Escuela de Medicina Carver de la Universidad de Iowa, no participó en el estudio. Ella dice que presenta un "nuevo enfoque creativo con un potencial considerable en el desarrollo de vacunas celulares presentadoras de antígenos", y agrega:
"Este nuevo enfoque técnico permite cargar células B con prácticamente cualquier antígeno y tiene el beneficio adicional de dirigir los antígenos a la vía de presentación de células T CD8, facilitando así la activación de las células T asesinas deseadas en muchas aplicaciones clínicas".
El equipo ahora planea refinar el método para optimizar la distribución y la función de las células inmunes en el cuerpo. También prevén mejoras tecnológicas que darán como resultado un dispositivo de cabecera o desplegable en campo, con el potencial de ofrecer terapias basadas en células más baratas y efectivas para los pacientes.
Algunos de los autores declararon interés financiero en SQZ Biotechnologies, la compañía que desarrolló la tecnología de microfluidos que utilizaron en el estudio.
Mientras tanto, otro equipo del MIT concluyó en un estudio recientemente descrito por Noticias médicas hoy que la inmunoterapia tiene más posibilidades de combatir el cáncer cuando recluta ambos brazos del sistema inmune.
Escribiendo en el diario Célula cancerosa, Dane Wittrup, profesor de ingeniería química, y sus colegas describen cómo la combinación de tumores atacantes con anticuerpos (que alienta la respuesta inmune innata) con la terapia de células T adoptivas (parte de la respuesta inmune adaptativa) detuvo con éxito un tipo muy agresivo de melanoma en ratones .
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