Los investigadores de la UC San Diego, junto con otros de la Universidad del Sur de California y el Centro de Cáncer Memorial Sloan Kettering en Nueva York, tienen desarrollado un innovador método de inmunoterapia apuntar y matar a las células cancerosas de forma remota. Este método no invasivo utiliza un sistema basado en ultrasonido para manipular los procesos genéticos en células T inmunes vivas de forma remota, por lo que identifican y destruyen las células cancerosas.

El estudio es publicado en la revista PNAS.

Los investigadores descubrieron cómo la mecanogenética podría ayudarlos a usar la tecnología de ultrasonido para alterar las propiedades mecánicas de las células T inmunes y convertir sus señales mecánicas para controlar genéticamente las células.

¿Qué es mecanogenética?

Mecanogenética es un campo emergente de la ciencia que se centra en cómo las fuerzas físicas y los cambios en las propiedades mecánicas de las células y tejidos influyen en la expresión génica a fin de controlar la activación de genes y células de forma remota.

Mediante el uso de este proceso mecanogenético controlado por control remoto, los investigadores pudieron diseñar células T que expresan receptores de antígenos quiméricos (CAR, por sus siglas en inglés) capaces de atacar y destruir células cancerosas en sitios tumorales.

Estas células CAR-T diseñadas tienen mecano-sensores y módulos de transducción genética que pueden activarse de forma remota a través del proceso de ultrasonido.

¿Cómo funciona este proceso?

El proceso para activar de forma remota las células CAR-T funciona a través del ultrasonido a través de la amplificación de microburbujas. En otras palabras, este proceso tiene lugar a través de una serie de respuestas químicas al ultrasonido.

Las microburbujas, combinadas con estreptavidina, se pueden conectar a la superficie de la célula, donde se expresan los canales iónicos de la proteína mecanosensible Piezo1. Una vez que la célula se expone al ultrasonido, las microburbujas vibran y estimulan mecánicamente los canales iónicos Piezo1 para abrir y permitir que los iones de calcio estén dentro de la célula.

Esto desencadena las rutas aguas abajo, incluida la activación de calcineurina, la desfosforilación de NFAT (factor nuclear de células T activadas) y la translocación al núcleo. Luego, el NFAT translocado del núcleo se une a los elementos de respuesta de los módulos de transducción genética aguas arriba para iniciar la expresión génica de la CAR para reconocer y destruir las células cancerosas diana.

La terapia con células CAR-T se ha convertido en un enfoque terapéutico innovador para el tratamiento del cáncer, aunque muchos desafíos, como la focalización no específica de las células CAR-T contra el tejido no maligno, han impedido que se convierta en una práctica generalizada. Peter Yingxiao Wang, profesor de bioingeniería en la Universidad de California en San Diego, explicó en un comunicado de prensa.

Sin embargo, el estudio del equipo "podría en última instancia, conducen a una precisión y eficiencia sin precedentes en la inmunoterapia de células CAR-T contra tumores sólidos, mientras se minimizan las toxicidades fuera del tumor ". Wang dijo en un comunicado.

Esto es porque "Las células CAR-T solo se activarán en los sitios tumorales, evitando así acciones no específicas contra tejidos no malignos ", dijo Wang a The University Network (TUN).

Los investigadores se encuentran actualmente en el proceso de probar la tecnología en modelos de ratones, y luego pasarán a los ensayos de pacientes con cáncer.

"Esta investigación debería permitirnos diseñar células de células controlables por control remoto para aplicaciones terapéuticas y clínicas en medicina de precisión", dijo Wang a TUN.