Células imunológicas modificadas usadas em novas terapias contra o câncer

 Um estudo inovador liderado por pesquisadores de engenharia e médicos da University of Minnesota Twin Cities mostra como células imunes modificadas usadas em novas terapias contra o câncer podem superar barreiras físicas para permitir que o próprio sistema imunológico de um paciente lute contra tumores. A pesquisa pode melhorar as terapias contra o câncer no futuro para milhões de pessoas em todo o mundo.

Ilustração de linfócitos

A pesquisa foi publicada na Nature Communications , um periódico científico revisado por pares e de acesso aberto publicado pela Nature Research.

Em vez de usar produtos químicos ou radiação, a imunoterapia é um tipo de tratamento contra o câncer que ajuda o sistema imunológico do paciente a combater o câncer. As células T são um tipo de glóbulo branco de importância fundamental para o sistema imunológico. As células T citotóxicas são como soldados que procuram e destroem as células invasoras visadas.

Embora tenha havido sucesso no uso da imunoterapia para alguns tipos de câncer no sangue ou em órgãos produtores de sangue, o trabalho de uma célula T é muito mais difícil em tumores sólidos.

"O tumor é uma espécie de pista de obstáculos, e a célula T tem que correr o desafio para alcançar as células cancerosas", disse Paolo Provenzano, autor sênior do estudo e professor associado de engenharia biomédica na University of Minnesota College of Ciência e Engenharia. "Essas células T se transformam em tumores, mas simplesmente não conseguem se mover bem e não podem ir aonde precisam antes de ficar sem gás e exauridas."

Neste estudo inédito, os pesquisadores estão trabalhando para projetar as células T e desenvolver critérios de projeto de engenharia para otimizar mecanicamente as células ou torná-las mais "adequadas" para superar as barreiras. Se essas células imunológicas puderem reconhecer e chegar às células cancerosas, elas podem destruir o tumor.

Em uma massa fibrosa de um tumor, a rigidez do tumor faz com que as células imunológicas desacelerem cerca de duas vezes - quase como se estivessem correndo em areia movediça.

"Este estudo é a nossa primeira publicação onde identificamos alguns elementos estruturais e de sinalização onde podemos ajustar essas células T para torná-las mais eficazes no combate ao câncer", disse Provenzano, pesquisador do Centro de Câncer Maçônico da Universidade de Minnesota. "Cada 'percurso de obstáculo' dentro de um tumor é ligeiramente diferente, mas existem algumas semelhanças. Após a engenharia dessas células imunológicas, descobrimos que elas se moviam pelo tumor quase duas vezes mais rápido, não importando quais obstáculos estivessem em seu caminho."

Para criar células T citotóxicas, os autores usaram tecnologias avançadas de edição de genes (também chamadas de edição de genoma) para alterar o DNA das células T para que sejam mais capazes de superar as barreiras do tumor. O objetivo final é desacelerar as células cancerosas e acelerar as células imunológicas projetadas. Os pesquisadores estão trabalhando para criar células que sejam boas em superar diferentes tipos de barreiras. Quando essas células são misturadas, o objetivo é que grupos de células do sistema imunológico superem todos os diferentes tipos de barreiras para chegar às células cancerosas.

Provenzano disse que os próximos passos são continuar estudando as propriedades mecânicas das células para entender melhor como as células do sistema imunológico e as células cancerosas interagem. Os pesquisadores estão atualmente estudando células imunológicas modificadas em roedores e, no futuro, planejando ensaios clínicos em humanos.

Embora a pesquisa inicial tenha se concentrado no câncer de pâncreas, Provenzano disse que as técnicas que estão desenvolvendo podem ser usadas em muitos tipos de câncer.

"Usar uma abordagem de engenharia celular para combater o câncer é um campo relativamente novo", disse Provenzano. "Isso permite uma abordagem muito personalizada com aplicações para uma ampla gama de cânceres. Sentimos que estamos expandindo uma nova linha de pesquisa para ver como nossos próprios corpos podem lutar contra o câncer. Isso pode ter um grande impacto no futuro."

Além de Provenzano, os autores do estudo incluíram pesquisadores atuais e ex-pesquisadores do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade de Minnesota Erdem D. Tabdanov (co-autor), Nelson J. Rodríguez-Merced (co-autor), Vikram V. Puram, Mackenzie K. Callaway e Ethan A. Ensminger; University of Minnesota Masonic Cancer Center e Medical School Department of Pediatrics pesquisadores Emily J. Pomeroy, Kenta Yamamoto, Walker S. Lahr, Beau R. Webber, Branden S. Moriarity; Pesquisador do Instituto Nacional de Imagens Biomédicas e Bioengenharia Alexander X. Cartagena-Rivera; e Alexander S. Zhovmer, pesquisador do National Heart, Lung e Blood Institute, que agora está no Centro de Avaliação e Pesquisa Biológica.

A pesquisa foi financiada principalmente pelo National Institutes of Health (NIH) e University of Minnesota Physical Sciences in Oncology Center, que recebe financiamento do National Cancer Institute do NIH. Financiamento adicional foi fornecido pela American Cancer Society e Randy Shaver Research and Community Fund. O Centro de Imagens da Universidade de Minnesota forneceu experiência adicional da equipe. Alguns dos pesquisadores também fazem parte do Centro de Engenharia de Genoma da Universidade de Minnesota e do Instituto de Engenharia de Medicina da Universidade.

Fonte da história:

Materiais fornecidos pela University of Minnesota .