Em um estudo de prova de princípio em camundongos, cientistas da Johns Hopkins Medicine relatam a criação de um gel especializado que atua como um nódulo linfático para ativar e multiplicar com sucesso as células T do sistema imunológico que lutam contra o câncer. O trabalho coloca os cientistas um passo mais perto, eles dizem, para injetar esses nódulos linfáticos artificiais em pessoas e desencadear células T para combater doenças.

Nos últimos anos, uma onda de descobertas avançou com novas técnicas para usar células T - um tipo de glóbulo branco - no tratamento do câncer. Ser bem sucedido, as células devem ser preparadas, ou ensinado, para detectar e reagir a sinalizadores moleculares que pontilham a superfície das células cancerosas. O trabalho de educar as células T dessa forma normalmente acontece nos nódulos linfáticos, pequena, glândulas em forma de feijão encontradas em todo o corpo que abrigam as células T. Mas em pacientes com câncer e doenças do sistema imunológico, que o processo de aprendizagem é falho, ou não acontece.

Para resolver esses defeitos, A terapia de reforço de células T atual exige que os médicos removam as células T do sangue de um paciente com câncer e injetem as células de volta no paciente após a engenharia genética ou a ativação das células em um laboratório para que reconheçam os sinalizadores moleculares ligados ao câncer.

Um tal tratamento, chamada terapia CAR-T, é caro e está disponível apenas em centros especializados com laboratórios capazes da complicada tarefa de projetar células-T. Além disso, geralmente leva cerca de seis a oito semanas para cultivar as células T em laboratórios e, uma vez reintroduzido no corpo, as células não duram muito no corpo do paciente, portanto, os efeitos do tratamento podem ser de curta duração.

O novo trabalho, relatado em 10 de abril no jornal Materiais avançados , é uma oferta dos cientistas da Johns Hopkins para encontrar uma maneira mais eficiente de criar células-T.

“Acreditamos que o ambiente de uma célula T é muito importante. A biologia não ocorre em pratos de plástico; acontece nos tecidos, "diz John Hickey, um Ph.D. candidato em engenharia biomédica na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins e primeiro autor do relatório do estudo.

Para tornar o ambiente das células T projetadas mais biologicamente realista, Hickey - trabalhando com seus mentores Hai-Quan Mao, Ph.D., diretor associado do Instituto Johns Hopkins de NanoBioTecnologia e Jonathan Schneck, M.D., Ph.D., professor de patologia, medicina e oncologia na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins - tentei usar um polímero gelatinoso, ou hidrogel, como uma plataforma para as células T. No hidrogel, os cientistas adicionaram dois tipos de sinais que estimulam e "ensinam" as células T a se concentrarem em alvos estranhos para destruir.

Em seus experimentos, As células T ativadas em hidrogéis produziram 50 por cento mais moléculas chamadas citocinas, um marcador de ativação, do que as células T mantidas em placas de cultura de plástico.

Como os hidrogéis podem ser feitos sob encomenda, os cientistas da Johns Hopkins criaram e testaram uma variedade de hidrogéis, da sensação muito suave de uma única célula à qualidade mais rígida de um linfonodo cheio de células.

"Uma das descobertas surpreendentes foi que as células T preferem um ambiente muito suave, semelhante a interações com células individuais, em oposição a um tecido densamente compactado, "diz Schneck.

Mais de 80 por cento das células T na superfície macia se multiplicaram, em comparação com nenhuma das células T no tipo mais firme de hidrogel.

Quando a equipe da Johns Hopkins colocou células T em um hidrogel macio, eles descobriram que as células T se multiplicaram de apenas algumas células para cerca de 150, 000 células - muito para usar na terapia do câncer - em sete dias. Por contraste, quando os cientistas usaram outros métodos convencionais para estimular e expandir as células T, eles foram capazes de cultivar apenas 20, 000 células em sete dias.

No próximo conjunto de experimentos, os cientistas injetaram as células T projetadas nos hidrogéis macios ou nas placas de cultura de plástico em camundongos implantados com melanoma, uma forma letal de câncer de pele. Os tumores em camundongos com células T cultivadas em hidrogéis permaneceram estáveis ​​em tamanho, e alguns dos ratos sobreviveram além de 40 dias. Por contraste, tumores cresceram na maioria dos camundongos injetados com células T cultivadas em pratos de plástico, e nenhum desses ratos viveu além de 30 dias.

"À medida que aperfeiçoamos o hidrogel e reproduzimos a característica essencial do ambiente natural, incluindo fatores de crescimento químico que atraem células T que lutam contra o câncer e outros sinais, finalmente seremos capazes de projetar nódulos linfáticos artificiais para terapia baseada em imunologia regenerativa, "diz Schneck, membro do Johns Hopkins Kimmel Cancer Center.

Os cientistas entraram com pedidos de patentes relacionadas à tecnologia de hidrogel descrita em seu relatório.