Aprender las reglas para programar proteínas de membrana autoasociadas (MP). (a) Rosetta fold, dock, and design utiliza fragmentos de columna vertebral de MP naturales para construir arquitecturas simétricas de novo y una función de energía MP (Weinstein et al., 2019) para optimizar la secuencia de aminoácidos. (b) Los diseños de la ronda 1 estaban sesgados hacia el aminoácido hidrofóbico Leu en relación con los dominios transmembrana (TMD) naturales. En la ronda 2, incorporamos un paso de diversificación de secuencias que conformó las propensiones de aminoácidos a las observadas en los TMD naturales. (C) Las proteínas de membrana programadas (proMP) se autoasocian fuertemente en el E. coli membrana interna como lo demuestra la alta viabilidad en el ensayo de autoasociación TOXCAT-β-lactamasa (dsTβL) de secuenciación profunda (Elazar et al., 2016a). Los TMD de la quiescina sulfhidrilo oxidasa humana 2 (QSOX2) y ErbB2 proporcionan controles positivos para la autoasociación de TMD, mientras que la porción C-terminal de la L-selectina humana (CLS) proporciona un control negativo. (d-f) Las posiciones diseñadas que están enterradas en la interfaz (naranja) son más sensibles a la mutación según el análisis de dsTβL (Elazar et al., 2016a) (y-eje) que las posiciones expuestas (azul). Se predice que las mutaciones serán perjudiciales o neutrales/beneficiosas utilizando el escaneo computacional de mutaciones de las estructuras del modelo (Materiales y métodos). Los cambios en las energías de autoasociación tras la mutación se calculan de acuerdo con la Ecuación 9. (gramo) las proMP producidas como péptidos libres forman homo-oligómeros estables en SDS. Las muestras de SDS-PAGE que contenían aproximadamente 15, 45 y 135 μg de péptido se calentaron a 95 ℃ durante 1 min y se procesaron en condiciones reductoras. * indica la posición de un contaminante menor de la proteína de fusión utilizada para generar péptidos proMP (Materiales y métodos). El peso molecular debajo de cada gel es para un monómero de la secuencia peptídica correspondiente con secuencias flanqueantes adicionales de EPE N-terminal y RRLC C-terminal (Materiales y métodos). (hola) La estructura de resolución de 2,55 Å (cinta azul) determinada a partir de cristales cultivados en fase cúbica lipídica de monooleína (LCP) muestra que proMP 1.2, diseñado para formar un dímero, se asocia para formar un trímero en un entorno de bicapa lipídica. (i) La predicción ab initio de plegado hacia adelante de proMP 1.2 en simetría trimérica (C3) da como resultado una estructura modelo (h, cinta gris) que está muy cerca de la determinada experimentalmente. Crédito: eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.75660
Los investigadores han desarrollado una forma de reducir potencialmente los efectos secundarios tóxicos de un tipo de inmunoterapia, en hallazgos que podrían superar la mayor limitación del tratamiento pionero.
La terapia con células CAR T es una nueva forma de inmunoterapia que mejora las células inmunitarias asesinas de un paciente para atacar y eliminar el cáncer.
Puede tener hasta un 90% de efectividad en ciertos tipos de cáncer de la sangre e incluso puede brindar remisiones y curas a largo plazo en algunos pacientes. Pero una limitación significativa son los efectos secundarios dañinos del tratamiento, con aproximadamente el 50% de los pacientes experimentando complicaciones peligrosas.
El nuevo estudio, dirigido conjuntamente por investigadores de WEHI en colaboración con el Instituto de Ciencias Weizmann de Israel, ha diseñado una forma de identificar una ventana de «ricitos de oro» que logra un equilibrio entre seguridad y eficacia.
El enfoque del equipo ajusta las células utilizadas en la inmunoterapia para que su actividad sea lo suficientemente fuerte como para eliminar el cáncer, pero no tanto como para generar efectos secundarios tóxicos.
Los hallazgos, dirigidos por el profesor asociado de WEHI Matthew Call y la profesora asociada Melissa Call, se publican en eLife.
Rediseño fundamental
Las terapias con células CAR T consisten en recolectar células T de un paciente con cáncer y sobrealimentar las células rediseñándolas individualmente en el laboratorio. Estas células mejoradas luego se vuelven a colocar en los pacientes.
Las células T están diseñadas para producir proteínas en su superficie llamadas receptores de antígenos quiméricos (CAR), que actúan como sensores artificiales que permiten que las células T reconozcan y se unan a proteínas específicas en la superficie de las células cancerosas de manera más eficiente.
El profesor asociado Matthew Call dijo que este sensor sintético es lo que le da a las células T la capacidad mejorada para atacar y eliminar amenazas, como las células cancerosas.
«Si bien colocar estas células T sobrealimentadas en un paciente con una carga tumoral alta puede erradicar rápidamente las células cancerosas, también crea la tormenta perfecta para una respuesta tóxica continua que puede ser dañina», dijo el profesor asociado Call.
Actualmente no hay forma de predecir de manera confiable qué tan fuerte será la terapia de células T con CAR para un paciente.
Si bien los estudios anteriores han intentado ajustar las células T apuntando a las secciones finales del sensor, que se unen a la célula cancerosa o instruyen a las células T para que maten, la nueva investigación es la primera en analizar completamente el rediseño de la parte media.
Los investigadores aprovecharon la experiencia computacional del Instituto de Ciencias Weizmann para unir piezas de sensores inmunológicos naturales con elementos sintéticos diseñados a medida, para generar nuevos circuitos que podrían usarse para sintonizar y evaluar variaciones de potencia.
«Centrarnos en el fragmento del conector en el medio nos permite generar diferentes versiones de CAR que sabemos que son más fuertes o más débiles, lo que nos permite personalizarlos según los requisitos de potencia de un paciente», dijo el profesor asociado Call.
«Ser capaz de ajustar de manera predecible esta actividad de las células T amplía significativamente nuestra investigación, a diferencia de estudios anteriores, porque estamos apuntando a algo que existe en todos los escenarios de inmunoterapia.
«Por primera vez, podemos establecer reglas que se aplicarán a cualquier cáncer en el que se utilice la inmunoterapia con células CAR T».
Una célula T humana sana. Las células T rediseñadas se vuelven a colocar en un paciente durante la terapia con células T CAR. Crédito: Instituto Nacional del Cáncer (NCI)
Tratamiento mejorado
La profesora asociada Melissa Call dijo que la capacidad de ajustar las células T reduciría drásticamente la cantidad de pacientes que experimentan efectos secundarios graves del tratamiento, que pueden incluir fiebre, presión arterial alta y dificultad respiratoria.
«La terapia con células CAR T ha demostrado su eficacia en la erradicación de leucemias y linfomas muy avanzados, al mismo tiempo que mantiene a raya el cáncer durante muchos años, incluso después de que el paciente haya dejado de tomar medicamentos contra el cáncer», dijo el profesor asociado Call.
«La terapia tiene un potencial increíble para los pacientes con cáncer, pero actualmente se usa como último recurso debido a estos efectos secundarios potencialmente graves.
«Nuestras herramientas podrían conducir a un replanteamiento fundamental de la forma en que se ofrece la terapia con células CAR T al reducir el riesgo de exposición del paciente a efectos secundarios dañinos. Esto permitiría que los pacientes con una amplia gama de cánceres reciban terapia con células CAR T mucho antes en el proceso de tratamiento”.
Actualmente hay más de 600 ensayos clínicos de inmunoterapia con células CAR T, y el tratamiento ya se usa para varios tipos de cáncer de la sangre.
Los investigadores esperan que su nueva herramienta pueda usarse para clasificar a los pacientes de inmunoterapia en función del nivel de potencia que requieren en las primeras fases de su tratamiento y acercar el campo a la ventana de tratamiento de «ricitos de oro» para muchos tipos de cáncer diferentes.
La próxima fase de investigación, respaldada por el NHMRC, la Fundación contra la Leucemia, Cancer Australia y Hearts and Minds Investments Ltd y la Fundación TDM, se centrará en llevar estos hallazgos a un entorno clínico para ver cómo la terapia con células CAR T se usa como un tratamiento de primera línea más seguro. .
CAR T impulsa la leucemia mieloide aguda a la sumisión en estudios preclínicos
Assaf Elazar et al, Los dominios transmembrana diseñados de novo sintonizan las funciones de los receptores diseñados, eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.75660
Citación: La ventana de tratamiento ‘Ricitos de oro’ podría conducir a una terapia contra el cáncer sin efectos secundarios nocivos (21 de junio de 2022) consultado el 21 de junio de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2022-06-goldilocks-treatment-window-cancer-therapy. html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.
