En los últimos años, la búsqueda de nuevos tratamientos contra el cáncer se ha centrado cada vez más en las inmunoterapias que aprovechan las propias defensas del cuerpo para combatir los tumores. La terapia celular adoptiva ACT es una poderosa estrategia inmunoterapéutica que puede controlar eficazmente algunos tipos de cáncer, pero que también tiene inconvenientes.Para administrar ACT, las células T se extraen de un paciente y se cultivan en un laboratorio ex vivo durante semanas o meses, hasta que una gran cantidad de células estén disponibles para ser inyectadas nuevamente en el paciente. Durante el cultivo ex vivo, las células T a menudoperder potencia y vida útil
Gran parte de la investigación se ha dirigido a mejorar la eficacia de ACT al mejorar la fuerza y la persistencia de las células T antitumorales. Si bien los investigadores han progresado progresivamente al cambiar los componentes del cultivo de laboratorio, ha sido difícil crear una célula T queincorpora ambos atributos antitumorales deseables es decir, supervivencia a largo plazo y alta eficacia de lucha contra el cáncer, hasta ahora.
Shikhar Mehrotra, PhD, profesor asociado de cirugía y director co-científico del Centro de Terapia Celular de la Universidad Médica de Carolina del Sur MUSC, dirigió un equipo de investigadores para desarrollar un protocolo de cultivo que fusionó con éxito los fuertes rasgos efectoresde células Th1 con la durabilidad de las células Th17, que tienen un fenotipo muy similar al del tallo. El resultado fue una célula T Th1 / 17 híbrida que tiene las mejores características anticancerígenas de ambas células parentales.
"Hemos sabido cómo las células T pueden combatir los tumores durante más de tres décadas. Sin embargo, durante mucho tiempo el foco estuvo en las células Th1 porque parecían ser las más importantes. Secretan interferón gamma, que puede matar directamente", explica Mehrotra." Pero en los últimos diez años nos hemos dado cuenta de que es más importante tener una célula T con una función duradera. Las células Th17 sobreviven más que Th1células porque tienen un fenotipo más parecido a un tallo. Por lo tanto, queríamos integrar tanto el robusto fenotipo de interferón gamma de las células Th1 con el fenotipo de larga duración de las células Th17. Pero nos llevó un tiempo descubrir cómo juntarlasde manera que también puedan mantener sus rasgos útiles cuando se inyectan en el paciente. Tuvimos que usar diferentes citocinas en el cultivo de laboratorio y combinarlas de nuevas maneras: nos tomó un tiempo obtener la receta correcta ".
Debido a que las células Th1 / 17 son un nuevo tipo de célula, el equipo investigó exhaustivamente sus propiedades utilizando perfiles transcriptómicos y metabólicos y una serie de experimentos confirmatorios. El análisis comparativo de microarrays Illumina mostró que 589 genes se expresaron exclusivamente en células híbridas Th1 / 17, quetienen una expresión de genes única en la ruta de señalización metabólica y de células T. Además, los estudios comparativos en un modelo de melanoma de ratón demostraron que la transferencia adoptiva de células híbridas Th1 / 17 proporcionó un control tumoral más efectivo que las células Th1 o Th17 informado anteriormente por este grupo., cuando los ratones libres de tumor se volvieron a desafiar con el mismo tumor, no hubo crecimiento tumoral durante 150 días el último punto de tiempo observado.
Después de demostrar que estas nuevas células híbridas Th1 / 17 podrían persistir a largo plazo en el cuerpo in vivo mientras mantienen su efectividad, los investigadores se propusieron determinar qué mecanismos celulares específicos respaldaban estas características. Una evaluación exhaustiva de los metabolitos principalesdemostró que la firma del metabolito de las células híbridas Th1 / 17 era intermedia entre las células Th1 y Th17 originales. Curiosamente, los niveles de células Th1 / 17 del metabolito nicotinamida adenina dinucleótido NAD + fueron 34 veces más altos que en las células Th17. Además, descubrieronque estos altos niveles de NAD + se mantuvieron a través de la glutaminólisis en lugar de las células Th1 / 17 productoras de glucólisis metabólicamente únicas. Esto es importante porque el compromiso metabólico juega un papel importante en la función y supervivencia de las células T en el microambiente tumoral.
Otros experimentos encontraron que sus propiedades antitumorales mejoradas eran atribuibles al aumento de la actividad de la histona desacetilasa Sirt1 mediada por NAD +. El equipo demostró que la inhibición farmacológica o genética de NAD + o Sirt1 deterioraba la actividad antitumoral y confirmó que se requieren niveles elevados de NAD +para mantener la actividad antitumoral y la viabilidad in vivo de las células Th1 / 17.
Si bien todos estos hallazgos fueron importantes, simplemente sentaron las bases para lo que sería el resultado más importante de su trabajo. Los experimentos revelaron que inhibir CD38, una hidrolasa de NAD + que se correlaciona inversamente con los niveles de NAD + y coexpresa con el marcador de agotamiento celularPD1, condujo a un control tumoral enormemente mejorado. En otras palabras, las células con expresión superficial reducida de NADase CD38 tenían niveles intrínsecamente más altos de NAD + y eran luchadores contra el cáncer mucho más fuertes.
La relación inversa entre los niveles intrínsecos de NAD + y la expresión de CD38 inducida por TGF-beta puede explicar cómo el eje CD38-NAD + regula la función de las células T en el microambiente tumoral. Los resultados también sugirieron que, dado que CD38 y PD1 están estrechamente coexpresados,CD38 juega un papel central en la regulación del "agotamiento metabólico" al moderar los niveles de NAD + en las células T agotadas PD1 +. Lo más impresionante es que el equipo descubrió que el bloqueo de la expresión de CD38 resultó en un mejor control del tumor incluso en células T antitumorales no polarizadas. El equipo trató ratonescon melanoma establecido usando células Th0 derivadas de ratones CD38-KO knockout. Los resultados mostraron que estas células T Th0 podían controlar eficazmente el crecimiento tumoral sin programación ex vivo. Por lo tanto, las estrategias dirigidas al eje CD38-NAD + podrían aumentar la eficacia de ACT.
"Hemos sabido sobre NAD + durante casi 100 años, así que, para mí, la mejor parte fue cuando nos dimos cuenta de que este factor intrínseco era responsable de la fuerza de las células", dice Mehrotra. "Que podríamos seleccionar una molécula, CD38, y producir este fenotipo antitumoral robusto con solo derribarlo fue una gran sorpresa. En realidad pensé que no funcionaría, que no obtendríamos un control tumoral robusto con las células noqueantes CD38. Pero resulta queque su capacidad para regular el importante cofactor NAD + es tan vital que al inhibirlo podríamos hacer que las células T funcionen mejor ".
El equipo de MUSC también utilizó condiciones de cultivo ex vivo similares a las que produjeron las células Th1 / 17 híbridas para programar las células T CD8 + en un fenotipo híbrido Tc1 / 17, que también mostró propiedades antitumorales potentes y duraderas. Este hallazgo puedetienen un valor traduccional inmediato ya que, a diferencia de las células Th17, se sabe que las células Tc1 tienen una mejor actividad antitumoral a pesar de la capacidad de las células Tc17 de persistir más tiempo in vivo ". Usando el protocolo de programación híbrido, ahora podemos usar las células Th y Tc juntas paraACT ", explica Mehrotra.
En general, los experimentos del equipo sugieren que el aumento de NAD + puede ser la clave para mejorar la funcionalidad de cualquier subconjunto de células T, y la programación ex vivo a un fenotipo híbrido con alto NAD + equivale a los niveles intrínsecos de NAD + logrados por la regulación descendente de CD38. MejorLa respuesta tumoral debido a la inhibición de CD38 que aumenta concomitantemente el NAD + intracelular en las células T u otras células inmunes podría contribuir a un uso más amplio de ACT.
El Dr. Shikhar Mehrotra y el Dr. Shilpak Chatterjee son inventores de una solicitud de patente provisional que cubre el eje metabólico mediado por CD38 en la inmunoterapia con células T antitumorales propiedad de la Fundación MUSC para el Desarrollo de la Investigación.
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Materiales proporcionados por Universidad de Medicina de Carolina del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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