Investigadores de UCLA tienen desarrollaron linfocitos T artificiales o células T que están tan cerca de las células T humanas que algún día podría usarse para tratar el cáncer y otras enfermedades autoinmunes.

Las células T son un tipo de glóbulo blanco que desempeña un papel clave en la lucha contra gérmenes específicos.

Primero maduran en la glándula del timo en el cuello. Cuando la infección ingresa al cuerpo, fluyen a través del torrente sanguíneo para llegar a las áreas infectadas.

Debido a que no solo deben apretarse entre pequeños espacios y poros, sino también luchar contra los gérmenes, las células T pueden deformarse a tan solo un cuarto de su tamaño normal y crecer a casi tres veces su tamaño original.

Las células T naturales son muy inteligentes y adaptables, pero mucho más complejas de imitar.

Durante mucho tiempo, para fines de investigación y aplicación, los investigadores tuvieron que extraer células T naturales de animales. Sin embargo, incluso las células T extraídas son demasiado delicadas y no pueden sobrevivir más de una semana en condiciones de laboratorio. Como resultado, se necesitan muchos animales para realizar tal investigación.

Pero ahora, los investigadores de UCLA han sido capaz de replicar la forma, el tamaño y la flexibilidad de las células T que les permiten realizar sus funciones básicas de orientación y localización de infecciones.

"La estructura compleja de las células T y su naturaleza multifuncional han dificultado que los científicos las repliquen en el laboratorio ". Alireza Moshaverinia, un profesor asistente de prostodoncia en la Facultad de Odontología, dijo en un comunicado. "Con este avance, podemos usar células T sintéticas para diseñar transportadores de fármacos más eficientes y comprender el comportamiento de las células inmunitarias".

Dirigió un equipo interdisciplinario compuesto por: Mohammad Mahdi Hasani-Sadrabadi, científico asistente del proyecto en la Escuela de Ingeniería Samueli; estudiante graduado Fatemah Majedi; Steven Bensinger, profesor de microbiología, inmunología y genética molecular; Ben Wu, profesor de odontología y bioingeniería; Louis Bouchard, profesor asociado de química y bioquímica; y Paul Weiss, un distinguido profesor de química y bioquímica

Su artículo se publica en la revista Materiales avanzados.

Hacer células T sintéticas

Los investigadores necesitaban imitar tanto la forma como la función de las células T naturales.

"W"Pensamos que si podemos hacer algunas partículas que imitan a las células T en forma y función, podemos hacer los experimentos mucho más fáciles y reducir la necesidad de animales de laboratorio", dijo Moshaverinia.

Para imitar la forma, los investigadores utilizaron un sistema microfluídico, que se enfoca en el comportamiento, control y manipulación de fluidos, típicamente en una escala submilimétrica.

Al combinar aceite mineral y un biopolímero de alginato, una sustancia similar a la goma hecha de polisacáridos y agua, crearon micropartículas de alginato, que replican la forma y la estructura de las células T naturales.

Luego, recogieron las micropartículas de un baño de iones de calcio y ajustaron su elasticidad cambiando la concentración de iones de calcio en el baño.

Para imitar la función, los investigadores recubrieron las células T sintéticas con fosfolípidos para copiar las membranas celulares humanas. Luego, usando un proceso químico llamado bioconjugation, vincularon las células T con los señalizadores CD4, las partículas que activan las células T naturales para atacar las infecciones o las células cancerosas.

Según Moshaverinia, en la inmunoterapia regular, las propias células inmunes del paciente se extraerán de la sangre, se expandirán en el laboratorio, se modificarán genéticamente y luego se inyectarán en el paciente. Luego, con base en la modificación, estas células T pueden circular por el cuerpo y ayudar a curar el cáncer u otras enfermedades.

Sin embargo, con su nuevo desarrollo, los investigadores ya no necesitan células T humanas, pero pueden crear partículas que son totalmente sintéticas y están programadas para administrar múltiples terapias a la vez.

"Podemos regular el destino (por ejemplo, la degradación) de estas partículas con el fin de eliminar cualquier posible efecto secundario no deseado. Estas células T sintéticas también pueden usarse como modelo para comprender mejor el comportamiento físico de las células T naturales y ayudar a los investigadores a manejarlas de manera más efectiva ", dijo Moshaverinia.

El siguiente paso

Según Moshaverinia, el comportamiento de las células T sintéticas en el cuerpo también debe evaluarse en profundidad para confirmar la posibilidad de utilizar estas partículas para aplicaciones clínicas.

Los investigadores sugieren que su enfoque podría ser replicado para producir varios tipos de células artificiales, como células asesinas naturales o macrófagos.

Esperan que su enfoque pueda ser ampliamente utilizado para la investigación sobre enfermedades y tratamientos para ayudar a los científicos a desarrollar una base de datos de una amplia gama de células sintéticas que imitan a las células humanas naturales.

"Estamos planeando desarrollar y optimizar una amplia gama de células artificiales, incluidos otros tipos de células inmunes, y ver cómo podemos manipularlas para ofrecer diferentes cargas terapéuticas", dijo Moshaverinia.