Investigadores de la UBC han descubierto cómo cultivar de forma fiable un tipo crucial de célula inmunitaria a partir de células madre. Este avance podría abaratar, acelerar y ampliar la disponibilidad de terapias celulares potentes.
Por primera vez, los científicos han descubierto cómo cultivar de forma confiable un tipo clave de célula inmune humana a partir de células madre en el laboratorio: un avance que podría ayudar a convertir los “medicamentos vivos” de vanguardia en tratamientos más baratos, más rápidos y de más fácil acceso.
Investigadores de la Universidad de Columbia Británica informan que ahora pueden dirigir células madre humanas para que se conviertan en uno de dos potentes tipos de células inmunitarias, conocidas como linfocitos T auxiliares y linfocitos T citotóxicos, de forma controlada y escalable. Sus hallazgos, publicado En la revista Cell Stem Cell, se aborda uno de los principales obstáculos para llevar las terapias celulares diseñadas a más pacientes.
Las terapias celulares modificadas, incluyendo los tratamientos CAR-T contra el cáncer, funcionan reprogramando las células inmunitarias del paciente para que puedan reconocer y destruir la enfermedad. Estas terapias han producido resultados espectaculares en algunas personas con cánceres que de otro modo serían intratables, lo que les ha valido el apodo de "medicamentos vivos".
Pero las terapias celulares actuales se diseñan a medida para cada paciente, utilizando sus propias células inmunitarias. Esto implica semanas de fabricación compleja e individualizada, altos costos y disponibilidad limitada.
“Las terapias celulares modificadas están transformando la medicina moderna”, declaró en un comunicado de prensa el coautor principal, Peter Zandstra, profesor y director de la Facultad de Ingeniería Biomédica de la UBC. “Este estudio aborda uno de los mayores desafíos para hacer que estos tratamientos vitales sean accesibles a más personas, mostrando por primera vez una forma fiable y escalable de cultivar múltiples tipos de células inmunitarias”.
La visión a largo plazo en este campo es abandonar la fabricación individualizada y avanzar hacia productos listos para usar, elaborados con antelación a partir de fuentes renovables, como las células madre. En principio, las células madre pueden cultivarse en grandes cantidades y luego guiarse para que se conviertan en tipos celulares específicos según la demanda.
Esa es exactamente la dirección que están buscando los investigadores, señaló la coautora principal Megan Levings, profesora de cirugía e ingeniería biomédica en la UBC.
“El objetivo a largo plazo es contar con terapias celulares listas para usar, fabricadas con antelación y a mayor escala a partir de una fuente renovable como las células madre”, declaró en el comunicado de prensa. “Esto haría que los tratamientos fueran mucho más rentables y estuvieran listos cuando los pacientes los necesiten”.
Para lograrlo, los científicos necesitan generar la combinación adecuada de células inmunitarias. Las terapias celulares contra el cáncer funcionan mejor cuando están presentes tanto las células T asesinas como las células T auxiliares. Las células T asesinas atacan directamente a las células infectadas o cancerosas. Las células T auxiliares actúan más como conductores, detectando amenazas, activando otras células inmunitarias y contribuyendo a la persistencia de la respuesta inmunitaria.
Si bien los investigadores han logrado avances al convertir células madre en células T asesinas, la producción confiable de células T auxiliares sigue estando fuera de su alcance.
“Los linfocitos T cooperadores son esenciales para una respuesta inmunitaria fuerte y duradera”, añadió Levings. “Es fundamental que contemos con ambos para maximizar la eficacia y la flexibilidad de las terapias disponibles comercialmente”.
En el nuevo estudio, el equipo de la UBC descubrió cómo resolver este problema de larga data ajustando cuidadosamente las señales biológicas que guían a las células madre a medida que maduran y se convierten en células inmunes.
Se centraron en una señal de desarrollo llamada Notch, conocida por su importancia en las primeras etapas de la formación de células inmunitarias. Descubrieron que, si bien Notch es necesario al inicio, mantener esta señal activada durante demasiado tiempo impide la formación de linfocitos T auxiliares.
Al aprender cuándo y cómo aumentar o disminuir esta señal, los científicos podrían controlar el destino de las células en desarrollo.
“Al ajustar con precisión cuándo y cuánto se reduce esta señal, pudimos dirigir las células madre para que se conviertan en linfocitos T auxiliares o linfocitos T citotóxicos”, añadió el coautor principal Ross Jones, investigador asociado del Laboratorio Zandstra. “Logramos esto en condiciones controladas de laboratorio, directamente aplicables en la biofabricación en el mundo real, lo cual es un paso esencial para convertir este descubrimiento en una terapia viable”.
No basta con crear células que se parezcan a las células T auxiliares bajo el microscopio. También deben comportarse como células reales.
El equipo demostró que sus linfocitos T auxiliares, cultivados en laboratorio, portaban marcadores de células sanas y maduras y presentaban una amplia variedad de receptores inmunitarios: las "antenas" moleculares que permiten a los linfocitos T reconocer diferentes amenazas. Las células también podían especializarse en diferentes subtipos de linfocitos T auxiliares que desempeñan funciones específicas en el sistema inmunitario.
“Estas células se parecen y actúan como auténticos linfocitos T auxiliares humanos”, añadió el coautor principal Kevin Salim, estudiante de doctorado de la UBC en el Laboratorio Levings. “Esto es crucial para el potencial terapéutico futuro”.
La capacidad de generar linfocitos T auxiliares y citotóxicos a partir de células madre, y controlar el equilibrio entre ellos, podría hacer que las futuras terapias derivadas de células madre sean más potentes y flexibles. Por ejemplo, los investigadores podrían diseñar productos celulares específicos para diferentes enfermedades o ajustar la proporción de linfocitos auxiliares y citotóxicos para optimizar la intensidad y la duración de la respuesta inmunitaria.
“Este es un gran avance en nuestra capacidad para desarrollar terapias celulares inmunitarias escalables y asequibles”, añadió Zandstra. “Esta tecnología sienta las bases para evaluar la función de los linfocitos T auxiliares en la eliminación de células cancerosas y la generación de nuevos tipos de células derivadas de linfocitos T auxiliares, como los linfocitos T reguladores, para aplicaciones clínicas”.
Los linfocitos T reguladores son otro tipo de célula inmunitaria especializada que ayuda a mantener el sistema inmunitario en equilibrio y a evitar que ataque los propios tejidos del cuerpo. En el futuro, los linfocitos T reguladores derivados de células madre podrían utilizarse para tratar enfermedades autoinmunes o para facilitar la aceptación de los órganos trasplantados.
Por ahora, el trabajo del equipo de la UBC es un paso clave hacia esa visión más amplia. Al demostrar que las células madre pueden convertirse de forma fiable en los dos tipos principales de linfocitos T en condiciones adecuadas para la fabricación a gran escala, han acercado la idea de fármacos vivos listos para usar a la realidad.
Si estudios futuros confirman la seguridad y eficacia de estas células cultivadas en laboratorio en animales y, eventualmente, en personas, los pacientes con cáncer, enfermedades infecciosas y trastornos autoinmunes podrían algún día recibir terapias de células inmunes potentes y preelaboradas sin la larga espera o el alto precio que conllevan los tratamientos personalizados actuales.
Fuente: Facultad de Medicina de la Universidad de Columbia Británica