Las células T que combaten el cáncer son más inteligentes y más fuertes de lo que pensaban los expertos

Por Heidi Hall

Los científicos que estudian las células T que combaten el cáncer en el cuerpo tienen un problema grave: cuando las cultivan en el laboratorio, las células T se sientan en equilibrio, esperando chocar con las células cancerosas. Pero no es así como funcionan dentro del cuerpo. Allí, son pequeños sabuesos motorizados que buscan activamente células infectadas.

En este modo activo, pueden encontrar células que muestren mucha menos evidencia de cáncer de lo que los investigadores pensaban anteriormente, el profesor de ingeniería química y biomolecular de la Universidad de Vanderbilt, Matt Lang, Ph.D. encontraron el estudiante Yinnian Feng y sus colaboradores de la Universidad de Harvard.

Titulado “La mecanodetección impulsa la agudeza del reconocimiento de células T αβ”, es el resultado de más de 1,000 experimentos individuales destinados a activar las células T cuando reciben un impulso indetectable para los humanos. Su trabajo, que representa un salto hacia el desarrollo de células T asesinas para atacar tumores. , aparecerá en la primera edición de esta semana de las  Actas de la Academia Nacional de Ciencias .

La investigación promete cambiar lo que buscan los inmunólogos, porque demuestra que las células T pueden desencadenar la muerte de células con mucha menos evidencia de patógenos infecciosos, daño físico y transformaciones malignas de lo que creían los investigadores, dijo Lang. Ahora, los investigadores buscarán células T que demuestren potencial para la unión más fuerte cuando se arrojen a las células dañadas.

“Podemos, por primera vez, elegir al cerrador del equipo de béisbol que pueda lanzar rectas de manera confiable”, dijo Lang. “¿Qué célula T eliges, cuál vuelves a colocar en el paciente para combatir su enfermedad? Tal vez tengas suerte y elijas el correcto. Con estas nuevas pruebas, podemos medir la interacción bajo el estado energizado nativo. Hemos encontrado el punto óptimo para activarlos de manera confiable”.

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Dijo que la investigación tiene un significado personal para él porque su esposa ha luchado contra el cáncer de tiroides durante años ( actualmente está libre de cáncer ) y él ha perdido a otros parientes por cáncer en una rápida sucesión.

El equipo de Lang colaboró ​​con el Instituto del Cáncer Dana-Farber de Harvard, donde los investigadores han estado estudiando los receptores de células T que distinguir células anormales de células normales desde principios de la década de 1980. El Dr. Ellis Reinherz dijo que trabajó con Lang cuando el profesor de ingeniería estaba en el MIT, justo antes de Vanderbilt. Usaron pinzas ópticas (rayos láser altamente enfocados ) para ayudar a caracterizar la estructura de las células T y realizar análisis de una sola molécula.

“Lo que Matt ha demostrado aquí es que, en presencia de la fuerza, la capacidad de una célula T para reconocer su objetivo aumenta drásticamente”, dijo Reinherz. Advirtió en contra de tratar el nuevo hallazgo de la investigación como una panacea, pero lo caracterizó como una ciencia fundamental de enorme importancia.

“En el futuro, este tipo de tecnología será útil para perfeccionar nuestra forma de identificar mejor los antígenos tumorales y desarrollar métodos racionales para distinguir los receptores de células T entre sí en función de la fuerza de unión”, dijo Reinherz. “Es posible que podamos mejorar la calidad que estamos generando, caracterizarlos y definir con gran autenticidad las respuestas derivadas de patógenos.

Nuestro trabajo es fundamental para desarrollar células T asesinas específicas de antígeno”.

Feng y Lang realizaron sus experimentos utilizando pinzas ópticas para recoger esferas microscópicas y cubrirlas con los mismos péptidos que se encuentran en las células enfermas. Luego colocarían el esferassobre las células T.

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Sin fuerza, se pensaba que las células T realizaban su típica rutina de laboratorio de olfatear indiferentemente un péptido, luego otro, luego otro en un proceso que requería cientos o incluso miles de eventos de unión antes de que sus receptores se unieran a suficientes péptidos para activar el sistema inmunológico. respuesta.

Luego, Feng y Lang aplicaron 10 piconewtons de fuerza a la célula T, equivalente a la fuerza gravitatoria ejercida al dejar caer 1/1000 de una pestaña. Un tinte especial aplicado a la célula T reveló inmediatamente un aumento del calcio intracelular, lo que demuestra que está activado. Feng y Lang comenzaron a eliminar un péptido a la vez a medida que avanzaban sus experimentos y aprendieron que, con esta pequeña cantidad de fuerza, la célula T puede hacer su trabajo cuando entra en contacto con tan solo dos péptidos.

“Con los microscopios muy precisos que tenemos, no vimos uniones repetitivas. Vimos un solo evento vinculante”, dijo Lang. “Este documento nos habla sobre el mecanismo, sobre cómo funciona realmente el sistema. Básicamente está diciendo que estamos tratando con un mecanosensor que requiere fuerza para ser activado. Estratégicamente, está cambiando lo que deberíamos estar buscando”.

El trabajo del equipo podría ayudar a diseñar estrategias para las terapias con células T, dijo el Dr. Christian S. Hinrichs, investigador del Instituto Nacional del Cáncer.

“En el campo emergente y muy prometedor de la terapia con células T, estos hallazgos nos ayudan a comprender en un nivel muy básico cómo se activan las células T terapéuticas para atacar sus objetivos”, dijo.

La investigación fue apoyada por NIH Grants R01AI100643 y SU2C-AACR-DT1314.

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