La inmunoterapia, que consiste en potenciar el sistema inmunitario del propio cuerpo para reconocer y destruir las células cancerosas, ha mostrado resultados prometedores en el tratamiento del cáncer. En inmunoterapias como la terapia con células CAR-T, los médicos extraen células T (un tipo de célula inmunitaria) de la sangre del paciente y las modifican en el laboratorio para que puedan reconocer y atacar mejor las células cancerosas. Estas células modificadas se cultivan luego en gran número y se infunden nuevamente en el torrente sanguíneo del paciente para ayudar a combatir el cáncer.
Un requisito clave para la inmunoterapia basada en células T es un suministro abundante de células T sanas y activas. Estas células, cultivadas fuera del cuerpo, deben recolectarse con cuidado para que permanezcan vivas y funcionales cuando se devuelvan al paciente. Por lo tanto, encontrar formas seguras y eficientes de cultivar y recuperar las células T es una parte importante para que estas terapias sean efectivas.
En un estudio reciente, un equipo de investigación del Departamento de Ciencias Biológicas e Ingeniería del Instituto de Tecnología de la India Bombay (IIT Bombay), liderado por la Prof. Prakriti Tayalia, ha desarrollado un método sencillo para recuperar suavemente las células T después de cultivarlas en el laboratorio. El estudio se llevó a cabo en colaboración con el Prof. Neil Cameron de la Universidad de Monash y se publicó en la revista Biomaterials Science.
En muchos laboratorios, las células T se cultivan en placas de plástico planas. Si bien son fáciles de usar, estas superficies planas no reflejan cómo se comportan las células dentro del cuerpo humano. En el cuerpo, las células T se mueven a través de espacios tisulares complejos revestidos con células densamente empaquetadas y redes tridimensionales hechas de finas fibras. Para imitar mejor este entorno natural, los investigadores han comenzado a utilizar andamios tridimensionales, que pueden proporcionar una estructura porosa y similar a la fibra para que las células crezcan.
El equipo de la Prof. Tayalia trabaja con un tipo específico de andamio fabricado mediante un proceso llamado electrohilado. Estos andamios electrohilados se ven como finas esteras hechas de fibras muy finas, similares a una densa red de pesca. Estudios anteriores del equipo y de otros grupos de investigación han demostrado que las células T cultivadas en tales andamios se vuelven más activas y se multiplican más rápido.
Sin embargo, estas ventajas conllevan un desafío. A medida que las células T se mueven profundamente en los espacios entre las fibras, se vuelven difíciles de eliminar. Para cualquier terapia, las células deben recolectarse, probarse y finalmente administrarse a los pacientes. Si demasiadas células permanecen atrapadas en el andamio, el proceso se vuelve ineficiente.
“La recuperación de células puede sonar sencilla en teoría, pero en la práctica resulta ser uno de los mayores desafíos”, explica la Prof. Tayalia. “Sin suficientes células sanas, no se pueden probar adecuadamente ni utilizar para la terapia”.
Para abordar este problema, el equipo cultivó células T Jurkat (una línea celular humana cultivada y utilizada en el laboratorio para estudiar la biología de las células T, el cáncer y el VIH) dentro de andamios electrohilados hechos de un material llamado policaprolactona. Bajo un microscopio, los investigadores observaron que las células se movían activamente hacia el andamio y se alojaban firmemente entre las fibras. Incluso un lavado vigoroso con una pipeta utilizando el medio de crecimiento no pudo eliminar todas las células, especialmente aquellas atrapadas en las uniones de las fibras.
“Teóricamente, se considera que las células T son fáciles de manipular porque son ‘células en suspensión’, es decir, generalmente flotan libremente en líquido. En realidad, cuando se colocan dentro de una densa red de fibras, se agarran con fuerza”, afirma el Dr. Jaydeep Das, el primer autor del estudio.
Los investigadores probaron entonces tres métodos diferentes para recolectar las células. El primero fue un simple lavado manual en el medio de crecimiento utilizando una pipeta. El segundo método utilizó TrypLE, una versión de la enzima tripsina que ayuda a desprender las células en los laboratorios. El tercer método utilizó Accutase, una enzima más suave diseñada para eliminar las células con más suavidad.
Para cada método, los investigadores midieron tres resultados: el número de células que se recuperaron, el número que permanecieron vivas y si las células podían seguir creciendo después. Si bien la recuperación total de células fue comparable en los tres métodos, la eliminación basada en Accutase produjo más células viables. Para probar qué tan bien funcionaban las células recuperadas, el equipo les permitió crecer durante una semana después de la recuperación.
“No queríamos solo células vivas. Queríamos células que aún supieran cómo comportarse como células T”, dice el Dr. Das.
Las células recuperadas con tripsina mostraron una mayor muerte celular. Algunas de las células sobrevivientes también perdieron comportamientos importantes necesarios para una función inmunitaria adecuada. En contraste, las células recuperadas con Accutase sobrevivieron en mayor número y se comportaron más como células T sanas. Formaron cúmulos, un paso esencial antes de que las células T se dividan, y continuaron creciendo bien después de la recuperación.
“Los tratamientos agresivos a las células, utilizando enzimas como la tripsina, pueden dañar proteínas de superficie clave necesarias para la señalización y activación inmunitaria, lo que reduce la utilidad terapéutica de la célula. Accutase parece lo suficientemente suave como para evitar este problema”, afirma la Prof. Tayalia.
Los hallazgos del estudio podrían ayudar a los laboratorios a utilizar estos andamios al preparar células para terapias como el tratamiento con células CAR-T.
“Si queremos que estas terapias avanzadas lleguen a los pacientes, cada paso importa. La forma en que cultivamos las células y la forma en que las recuperamos puede marcar una diferencia real”, señala la Prof. Tayalia.
Basándose en este trabajo, el equipo también ha descubierto que las células T cultivadas en andamios pueden matar las células cancerosas de manera más efectiva. En el futuro, planean probar estos hallazgos en modelos animales y explorar la posibilidad de colocar andamios cargados de células T directamente dentro del cuerpo.
Información sobre la financiación: Departamento de Biotecnología, Universidad de Monash, Departamento de Investigación en Salud – Consejo de Investigación Médica de la India, Consejo Australiano de Investigación, La Unión Europea.
