La inmunoterapia es una de las áreas emergentes más candentes de la investigación del cáncer. Después de todo, usar las propias células del cuerpo para combatir el cáncer puede ser más efectivo y menos invasivo que inundar todo el sistema con químicos tóxicos.
Yubin Zhou, Ph.D., profesor asistente del Centro de Investigación Traslacional del Cáncer en el Instituto de Biociencias y Tecnología del Centro de Ciencias de la Salud de Texas A&M, está estudiando cómo usar la luz para controlar el sistema inmunológico e inducirlo a combatir el cáncer.
"Aunque los neurocientíficos han estado usando la luz para estimular las neuronas durante años, esta es la primera vez que la técnica, llamada optogenética, se ha utilizado en el sistema inmune", dijo Zhou. En neurociencia, el proceso involucra la ingeniería genética de células para producir proteínasde microbios sensibles a la luz y da como resultado células nerviosas que enviarán, o dejarán de enviar, impulsos nerviosos cuando se exponen a un color de luz particular. "Los neurocientíficos han aprendido mucho sobre los circuitos cerebrales usando la técnica", dijo Zhou, "y ahora los investigadores en muchos otros campos lo están probando"
Zhou y sus colaboradores han modificado la técnica para el sistema inmune. No fue fácil: a diferencia de las células nerviosas, las células inmunes no utilizan pequeños impulsos eléctricos para comunicarse. Además, las células inmunes se encuentran en el fondo del cuerpo y están constantementemoverse, por lo que conseguir la luz para ellos puede ser difícil.
El desarrollo requirió algo de ingenio y cooperación. "Colaboramos con el Dr. Gang Han en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, que se dedica al desarrollo de la bionanotecnología y la fotomedicina", dijo Zhou. "Juntos, pudimos combinar el estado del-enfoques optogenéticos de arte con nanotecnología de vanguardia. "Llamado inmunomodulación optogenética, su método fue presentado en un artículo publicado recientemente en eLife .
"Este trabajo fue impulsado por científicos talentosos en el laboratorio: los estudiantes graduados Lian He y Peng Tan y el investigador postdoctoral compañero Guolin Ma, Ph.D.", dijo Zhou, "que emprendieron este proyecto desalentador sin temor y superaron todos los obstáculos desafiantespara hacer realidad esta técnica "
Con este método, los investigadores pueden controlar la acción de las células inmunes y "instruirlas" para que eliminen las células tumorales cancerosas. Utilizan un rayo láser de infrarrojo cercano, que puede penetrar profundamente; en este contexto, profundo significa un centímetro odos: en el tejido, donde una nanopartícula convierte la luz infrarroja cercana en luz azul, y eso dirige la actividad de las células inmunes genéticamente modificadas. "Podemos controlar de forma inalámbrica la acción de las células inmunes enterradas en el tejido profundo", Zhoudijo.
El equipo diseñó genéticamente las células inmunes para que una proteína que controla las compuertas de calcio se volviera sensible a la luz. Cuando se exponen a la luz azul emitida por la nanopartícula, se abren sus compuertas de iones de calcio. Cuando la luz se apaga, las compuertas se cierran.Más luz conduce a un mayor flujo de calcio, por lo que los investigadores pueden ajustar con precisión las acciones dependientes de calcio de las células inmunes para luchar contra los patógenos invasores o las células tumorales.
Cuando un modelo de tumor animal se inyectó tanto con la nanopartícula como con las células inmunes genéticamente modificadas sensibles a la luz, el rayo láser de infrarrojo cercano hizo que se abrieran canales de calcio, lo que aumentó la respuesta inmune para ayudar a matar las células cancerosas ".la técnica redujo el tamaño del tumor y la metástasis, por lo que hay muchas aplicaciones ", dijo Zhou.
Una ventaja de este método es que solo activa un cierto tipo de célula inmunitaria, la célula dendrítica o la célula T, y solo en una parte del cuerpo, cerca de los ganglios linfáticos drenantes o el tumor, lo que ayuda a reducir elLos efectos secundarios de todo el sistema a menudo se ven con la quimioterapia. También es sintonizable a la luz, no invasivo y tiene una gran resolución temporal; en otras palabras, se puede activar cuando sea necesario y desactivar cuando no lo es.
Las implicaciones de la investigación son de largo alcance. "Otros científicos probablemente usarán la técnica para ayudarles a estudiar células inmunes, cardíacas y de otro tipo que usan calcio para realizar sus tareas", dijo Zhou. "Es una tecnología bastante buenaCon estas herramientas, ahora no solo podemos responder preguntas fundamentales de la ciencia que nunca antes pudimos, sino también traducirlas en la clínica para la intervención de la enfermedad ".
Paralelamente, el laboratorio de Zhou ha estado aplicando esta técnica para establecer una forma de detectar los posibles medicamentos contra el cáncer de manera más efectiva. "Si tiene éxito", dijo Zhou, "todos estos esfuerzos mejorarían notablemente las inmunoterapias actuales contra el cáncer al personalizar el tratamiento exactamentedónde y cuándo se necesita, mientras se reducen los efectos secundarios ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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