As células T são hábeis em matar células infectadas por citomegalovírus (CMV) em virtude de um receptor de células T (TCR) que reconhece proteínas intracelulares associadas a CMV que se apresentam na superfície celular. Por contraste, anticorpos flutuam livremente pelo corpo, ligando-se fortemente às proteínas secretadas e de membrana e marcando-as para reconhecimento por outras células do sistema imunológico. Este trabalho combinou as propriedades de segmentação de células de um TCR e a forte ligação de um anticorpo com outras modificações para criar uma nova molécula capaz de detectar e marcar células infectadas por CMV. Esta proteína híbrida representa uma nova estratégia para identificar e possivelmente eliminar células infectadas por CMV. Crédito:Jennifer Maynard / Ellen Wagner / Universidade do Texas
Os pesquisadores desenvolveram receptores de células T "semelhantes a anticorpos" que podem aderir especificamente a células infectadas com citomegalovírus, ou CMV, um vírus que causa infecção vitalícia em mais da metade de todos os adultos aos 40 anos. Esses receptores representam uma nova opção potencial de tratamento, pode ajudar no desenvolvimento de vacinas contra o CMV e também pode ser usado para atacar tumores cerebrais.
No sistema imunológico saudável, O CMV permanece adormecido enquanto as células T circulam pelo corpo e detectam as células infectadas. Embora os anticorpos reconheçam apenas proteínas na superfície das células, As células T usam seus receptores de células T ligados à membrana, ou TCRs, para detectar proteínas associadas a doenças escondidas dentro da membrana celular. Os TCRs podem então dizer às células T para destruir a célula infectada, o que normalmente é o caso do CMV. Contudo, para pacientes imunocomprometidos, esse mecanismo de defesa é bastante diminuído e o vírus pode ser fatal.
Os pesquisadores já usaram células T para tratar doenças antes, mas a engenharia e o transplante de células T inteiras são caros e invasivos. Em um novo estudo publicado no Journal of Biological Chemistry , uma equipe de engenheiros adotou uma abordagem alternativa, produzir TCRs de detecção de CMV que, como anticorpos, flutuam livremente pelo corpo e prendem-se firmemente aos seus alvos doentes.
"No momento, temos uma molécula que se parece com um anticorpo, mas se liga a um peptídeo (associado ao CMV) que normalmente seria reconhecido por um TCR, "disse Jennifer Maynard, professor de engenharia química na Universidade do Texas em Austin e autor sênior do estudo. "Os anticorpos normalmente não podem acessar essas moléculas, então isso é um grande negócio."
Para produzir biomoléculas terapêuticas, os pesquisadores costumam usar células bacterianas ou de levedura como fábricas em miniatura. Contudo, esses tipos de células tiveram sucesso mínimo na geração de TCRs humanos estáveis. Como os receptores evoluíram nas células de mamíferos, a maquinaria molecular de tipos de células estranhas frequentemente apresenta defeitos, Maynard disse. Para fornecer aos TCRs um ambiente mais adequado, os autores usaram células de ovário de hamster chinês.
"Essas proteínas são realmente difíceis de trabalhar, então pensamos em mantê-los em um ambiente onde sejam felizes, e eles estão felizes na superfície de uma célula de mamífero, "Maynard disse.
Os TCRs naturalmente criam vínculos frouxos com seus alvos, mas os autores queriam que os deles se ligassem e não se soltassem. Para fortalecer essas conexões, os autores mutaram aleatoriamente o DNA do componente TCR que detecta o peptídeo CMV. Eles então inseriram muitas versões do DNA mutado em células de hamster, que então fabricou cerca de um milhão de tipos diferentes de TCR, Maynard disse.
Os pesquisadores então mediram qual versão mutante estabeleceu a ligação mais forte, expondo as inúmeras variações de TCR expressas na superfície das células de hamster ao peptídeo CMV.
"Encontramos um que era nosso favorito, "Maynard disse." Nós melhoramos a afinidade de ligação em 50 vezes. "
Então, o desafio era liberar os TCRs da membrana das células T. Para alcançar isto, os pesquisadores ainda editaram o DNA para que os TCRs se ligassem à proteína que compõe a haste dos anticorpos em forma de "Y". E para ajudar essas proteínas a manter sua forma, eles adicionaram uma ligação dentro do TCR e também impediram que os açúcares se ligassem. Completamente, essas mudanças pareciam fazer o truque, Maynard disse.
Esses TCRs "semelhantes a anticorpos" poderiam ser usados para rastrear a progressão da doença em pacientes ou para avaliar como as vacinas em desenvolvimento estão funcionando. Esses TCRs também podem restaurar parte da resposta imunológica perdida em pacientes imunocomprometidos, instruindo suas células a atacar infecções por CMV, Maynard disse.
Outra grande oportunidade para essa nova molécula é o tratamento do glioblastoma. Embora os tumores cerebrais não produzam muitos marcadores distintos, eles suprimem o sistema imunológico, que em pacientes infectados por CMV pode trazer o vírus de volta à vida dentro das células cancerosas, Maynard disse.
"Nossa proteína poderia ser usada para alvejar especificamente células de glioblastoma, e forneceria um marcador único, "Maynard disse." Nós usaríamos isso para monitorar ou matar algumas dessas células tumorais. "
