Entre las herramientas más prometedoras de la terapia contra el cáncer, las células inmunitarias modificadas genéticamente conocidas como células CAR-T (receptor de antígeno quimérico) ya han transformado el tratamiento de las leucemias. Sin embargo, a pesar de su potencial, las células CAR-T tienen limitaciones. Por un lado, hasta ahora han fracasado en gran medida contra los tumores sólidos, es decir, la mayoría de los tipos de cáncer. Por otro lado, pueden matar inadvertidamente células sanas junto con las cancerosas, o, por separado, provocar una reacción exagerada del sistema inmunitario, causando efectos secundarios graves e incluso mortales.
Para abordar estos desafíos, investigadores liderados por Melita Irving y Greta Maria Paola Giordano Attianese del Ludwig Lausanne, junto con sus colegas Leo Scheller y Bruno Correia de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), han diseñado una célula CAR-T que puede apagarse rápida y fácilmente, bajo demanda. Los investigadores publican en el último número de Nature Chemical Biology el diseño y la evaluación preclínica de estas nuevas células CAR-T, demostrando tanto su eficacia como su controlabilidad en modelos animales de cáncer.
“Nuestro trabajo introduce una forma sencilla y clínicamente realista de reducir reversiblemente la activación de las células CAR-T utilizando como control remoto un fármaco contra el cáncer, el venetoclax, que ya se utiliza en ensayos clínicos como terapia contra el cáncer”, afirmó Irving. “El control remoto no desencadena la autodestrucción de las células CAR-T, como han abordado otros, sino que simplemente las induce a desconectarse y separarse de sus objetivos cancerosos. Esta capacidad podría ayudar a los clínicos a modular mejor la administración de la terapia CAR-T y, quizás, permitir su aplicación a más pacientes y tipos de cáncer.”
Las CAR clásicas presentan un receptor proteico que sobresale de la célula T modificada genéticamente, como una varita. Este extremo de la CAR, que detecta las células cancerosas, se deriva típicamente del fragmento de unión al antígeno de una molécula de anticuerpo, que puede diseñarse para captar prácticamente cualquier objetivo con una especificidad exquisita.
Cuando detecta su presa molecular, un antígeno canceroso, este receptor modificado genéticamente desencadena la transmisión de señales desde su extremo interno dentro de la célula para activar la maquinaria citotóxica de la célula T. Los componentes de señalización internos se unen a partir de la parte bioquímica activa, o “dominio”, de una proteína llamada CD3-ζ, que es necesaria para activar la célula T al unirse al antígeno, y otra de una proteína “coestimuladora” (como CD28) que aumenta la función y la persistencia de las células T después de la activación.
Irving, Giordano Attianese y sus colegas desarrollaron previamente un método para controlar la actividad de las células CAR-T separando la cadena de señalización interna de la célula del receptor y utilizando venetoclax para unirlas y activar la célula CAR-T. En ese sistema, otro fármaco inducía la degradación del componente de señalización interno para desactivar la célula CAR-T.
Su nueva célula CAR-T controlada a distancia presenta una “CAR PPI con interruptor de apagado regulado por fármacos” (DROP-CAR) que coloca el interruptor en el exterior de la célula. El componente de señalización de la CAR dentro de la célula está unido a una tira de proteína en el exterior de la célula. Esa tira lleva en su extremo un dominio humano diseñado computacionalmente conocido como dmLD3 que se une a una proteína llamada BCL-2 con una afinidad muy alta. El anticuerpo sensor de cáncer de la CAR, por su parte, lleva en su extremo la parte de BCL-2 reconocida por dmLD3.
Mantenidas unidas por esta interacción espontánea proteína-proteína (de ahí el “PPI” en su nombre), la CAR permanece intacta y funcional hasta que el venetoclax interrumpe esa interacción. En ese momento, los dominios dmLD3 y BCL-2 se separan y la CAR se descompone, apagando las luces de la célula CAR-T. Cuando se retira el venetoclax, la CAR se vuelve a ensamblar y las células CAR-T vuelven a matar las células cancerosas.
“A diferencia de los diseños controlables de CAR anteriores, nuestro sistema utiliza solo componentes proteicos humanos y un fármaco aprobado clínicamente y no inmunosupresor para interrumpir directamente la unión de las células tumorales a las células CAR-T”, dijo Giordano Attianese. “Debido a que el interruptor actúa a nivel de contacto célula-célula en lugar de dentro de la célula, por ejemplo, bloqueando la señalización, degradando los componentes de la CAR o induciendo la muerte celular, ofrece un perfil de seguridad mejorado y permite el control de las células CAR-T sin necesidad de sacrificarlas, preservándolas así para un tratamiento continuo.”
Esta capacidad de controlar la actividad de las células CAR-T también podría ayudar a mitigar un fenómeno conocido como “agotamiento” de las células T, que explica el fracaso de muchas inmunoterapias basadas en células T. Causado por la estimulación continua y no productiva de las células T en el microambiente inmunosupresor de los tumores, el agotamiento empuja a las células T a un estado funcionalmente lento en el que son incapaces de matar sus células objetivo. Estudios previos han demostrado que dar a las células CAR-T períodos de descanso entre brotes de ataque tumoral activo puede revertir las alteraciones genómicas que impulsan el agotamiento y aumentar su eficacia funcional. Las células DROP-CAR-T son muy adecuadas para esta estrategia.
Dado que el fármaco necesario para controlar las DROP-CAR ya está aprobado para la terapia contra el cáncer, Irving, Giordano Attianese y sus colegas sugieren que su sistema CAR-T está en una posición única para la evaluación clínica.
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