El método de administración simple mejora un tratamiento contra el cáncer prometedor

Un tratamiento de vanguardia contra el cáncer que entusiasma a los investigadores de la actualidad consiste en recolectar y reprogramar las células T de un paciente, un conjunto especial de células inmunitarias, y luego volver a colocarlas en el cuerpo listas para detectar y destruir las células cancerosas. Aunque es eficaz para los cánceres de sangre generalizados como la leucemia, este método rara vez tiene éxito en el tratamiento de tumores sólidos.

Ahora, los ingenieros de la Universidad de Stanford han desarrollado un método de administración que mejora el «poder de ataque» de las células inmunitarias modificadas, llamadas células T del receptor de antígeno quimérico (CAR). Los investigadores agregan células CAR-T y proteínas de señalización especializadas a un hidrogel, un gel lleno de agua que tiene características en común con los tejidos biológicos, e inyectan la sustancia junto a un tumor. Este gel proporciona un entorno temporal dentro del cuerpo donde las células inmunitarias se multiplican y activan en preparación para combatir las células cancerosas, según un nuevo estudio publicado el 8 de abril en Avances de la ciencia. El gel actúa como una pluma de retención con fugas que bombea células CAR-T activadas para atacar continuamente el tumor con el tiempo.

«Gran parte del campo de las células CAR-T se centra en cómo hacer mejores células por sí mismas, pero hay mucho menos enfoque en cómo hacer que las células sean más efectivas una vez en el cuerpo», dijo Eric Appel, profesor asistente de ciencia de materiales y ingeniería en Stanford y autor principal del artículo. «Entonces, lo que estamos haciendo es totalmente complementario a todos los esfuerzos para diseñar mejores células».

Gelificados juntos

Actualmente, las infusiones intravenosas (IV) son el principal modo de administración de las células CAR-T. En este método, las células ingresan al torrente sanguíneo y fluyen por todo el cuerpo. Pero el enfoque no es ideal para tratar tumores sólidos, que a menudo son densos, existen en lugares específicos y tienen defensas para esconderse y defenderse de las células inmunitarias.

«Es como un territorio de batalla que está lleno de cosas terribles que intentan luchar contra estas células T», dijo Abigail Grosskopf, Ph.D. candidato en ingeniería química y autor principal del estudio. «Entonces, las células CAR-T tienen dificultades para infiltrarse para atacar ese tumor».

Para activar las células CAR-T lo suficientemente fuerte como para erradicar un tumor, las células deben someterse a una exposición prolongada a una alta concentración de proteínas de señalización especializadas. Llamadas citoquinas, estas proteínas le dicen a las células inmunitarias diseñadas que se repliquen rápidamente y se preparen para destruir el tumor. Sin embargo, si se administra sistémicamente a través de un goteo intravenoso, la cantidad de citoquinas requerida para lanzar un ataque efectivo sería tóxica para otras partes del cuerpo.

En cambio, Grosskopf y sus colegas crearon un gel que puede albergar temporalmente citocinas y células CAR-T cerca del tumor. Las células inmunitarias crecen y proliferan allí, dentro del cuerpo, y se liberan continuamente para bombardear el crecimiento canceroso.

El gel está hecho de agua y dos ingredientes: un polímero hecho de celulosa, un material que se encuentra en las plantas y nanopartículas biodegradables. Cuando se combinan, los dos componentes se unen como un velcro molecular: quieren pegarse, pero se pueden separar fácilmente.

«Este material se puede inyectar a través de pequeñas agujas», dijo Grosskopf. «Sin embargo, después de que se inyecta, el ‘Velcro’ se encuentra de nuevo y se reforma en una estructura de gel resistente».

La configuración similar a una malla del gel está tejida lo suficientemente apretada como para evitar que las diminutas citocinas se escapen. Al mismo tiempo, las conexiones de la estructura son lo suficientemente débiles como para que las células CAR-T las rompan y se liberen cuando estén listas para acabar con las células cancerosas.

Tratamiento de tumores en ratones

Después de determinar la mejor fórmula de gel para administrar el tratamiento del cáncer, el equipo de investigación puso a prueba su método en ratones con tumores.

Grosskopf encontró que todos los animales experimentales inyectados con gel que contenía tanto células CAR-T como citocinas quedaron libres de cáncer después de 12 días. Ella y sus colegas también intentaron administrar solo células CAR-T en el gel, pero los tumores desaparecieron más lentamente o no desaparecieron en absoluto en algunos ratones. Los tratamientos administrados a través de un goteo intravenoso o en solución salina en lugar de en gel fueron incluso menos efectivos en los tumores.

Además, el gel no indujo reacciones inflamatorias adversas en los ratones y se degradó por completo dentro del cuerpo en unas pocas semanas.

El equipo también intentó inyectar el gel de tratamiento más lejos del tumor, en el lado opuesto del cuerpo del ratón al crecimiento canceroso. Para sorpresa de todos, todos los tumores de los animales desaparecieron, aunque tomó aproximadamente el doble de tiempo que cuando se agregó el tratamiento adyacente al tumor.

«Lo que estábamos evaluando eran principalmente tumores que se pueden inyectar al lado. Pero, lamentablemente, todavía no podemos llegar a todos los tejidos del cuerpo», dijo Appel. «Esta capacidad de inyectar lejos de los tumores realmente abre la puerta para posiblemente tratar cualquier número de tumores sólidos».

Appel dice que el próximo conjunto de experimentos de su laboratorio explorará más a fondo la capacidad del método de administración de gel para tratar tumores lejanos.

En general, esta investigación propone una forma simple y efectiva de mejorar un tratamiento prometedor contra el cáncer.

«Creo que un gran beneficio de nuestros geles es lo fáciles que son de hacer: mezclas dos cosas y las inyectas», dijo Grosskopf. «Necesitamos hacer más trabajo preclínico, pero creo que es muy prometedor».