p Novas imunoterapias contra o câncer envolvem a extração de células T de um paciente e a engenharia genética delas para que reconheçam e ataquem os tumores. Esta técnica é um verdadeiro avanço médico, com um número crescente de pacientes com leucemia e linfoma experimentando remissões completas desde que a terapia CAR T foi aprovada pela FDA em 2017. p Este tipo de terapia apresenta desafios, Contudo. A engenharia de células T de um paciente é trabalhosa e cara. E quando bem sucedido, as alterações no sistema imunológico imediatamente deixam os pacientes muito doentes por um curto período de tempo, com sintomas incluindo febre, náuseas e efeitos neurológicos.

p Agora, Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia demonstraram uma nova técnica de engenharia que, porque é menos tóxico para as células T, poderia permitir um mecanismo diferente para alterar a maneira como eles reconhecem o câncer.

p Os cursos de tratamento com células T que usam esse mecanismo podem ter menos efeitos colaterais para os pacientes.

p A nova técnica de engenharia dos pesquisadores envolve transportar RNA mensageiro (mRNA) através da membrana da célula T por meio de uma nanopartícula à base de lipídios, em vez de usar um vírus HIV modificado para reescrever o DNA da célula. Usar a abordagem anterior seria preferível, uma vez que apenas confere uma mudança temporária ao sistema imunológico do paciente, mas o método padrão atual para fazer o mRNA passar pela membrana celular pode ser muito tóxico para ser usado no número limitado de células T que podem ser extraídas de um paciente.

p Os pesquisadores demonstraram sua técnica em um estudo publicado na revista. Nano Letras . Foi liderado por Michael Mitchell, Skirkanich Professor Assistente de Inovação no Departamento de Bioengenharia da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Penn, e Margaret Billingsley, um estudante de graduação em seu laboratório.

p Eles colaboraram com um dos pioneiros da terapia CAR T:Carl June, o professor Richard W. Vague de Imunoterapia e diretor do Center for Cellular Immunotherapies no Abramson Cancer Center e o diretor do Parker Institute for Cancer Imunotherapy da Penn's Perelman School of Medicine.

p A terapia CAR T envolve a engenharia das próprias células T de um paciente para que expressem receptores de antígenos quiméricos, o "CAR" de "CAR T, "em suas superfícies. Esses receptores permitem que as células T reconheçam as células cancerosas como invasores estranhos e as eliminem do corpo. As técnicas atuais de engenharia envolvem a remoção de várias células T de um paciente, reescrever seu DNA com um vírus para que expressem esses CARs, em seguida, injetá-los de volta no paciente.

p "Este método de engenharia viral produz células T com expressão CAR permanente, mas isso leva a efeitos adversos graves, como as células T CAR permanecem ativas no paciente, mesmo após a erradicação das células cancerosas, "diz Billingsley." Usando mRNA para gerar células T CAR, Contudo, cria células T com expressão de CAR transitória. Isso poderia permitir que os médicos administrassem terapias de células T CAR em doses para direcionar as células cancerosas sem danificar tantas células saudáveis ​​no processo, atenuando assim os efeitos colaterais. "

p Essa abordagem ainda não ganhou tração clínica, como métodos para obter mRNA em células T ainda são limitados. O padrão atual, eletroporação, que envolve a perfuração da membrana celular com um pulso elétrico, não é uma opção atraente, como o processo altamente invasivo tem um alto risco de matar a célula T ou impactar sua funcionalidade. Mesmo quando otimizado, a eletroporação geralmente resulta em morte celular em 50 por cento das células durante o processo de fabricação.

p Dado o custo, dificuldade e riscos associados à aquisição dessas células de um paciente CAR T, um método muito menos tóxico de introdução de mRNA é necessário antes que esta técnica seja uma alternativa viável para a abordagem de edição de DNA.

p Mitchell, Billingsley e seus colegas, portanto, começaram a encontrar uma plataforma de entrega adequada para passar o mRNA pela membrana das células T em quantidades suficientes para serem traduzidos nas proteínas receptoras desejadas.

p Contudo, como as células T não absorvem prontamente o material de seu ambiente, Encontrar a nanopartícula certa para esta aplicação foi um desafio. Avançar, seria crucial que a plataforma incluísse entrega altamente eficiente e baixa citotoxicidade - uma combinação rara.

p "Ao entregar mRNA terapêutico nas células, você sempre precisa equilibrar a potência com os efeitos colaterais tóxicos, "Mitchell diz." Nossos engenheiros de laboratório nanopartículas lipídicas ionizáveis ​​que podem atravessar com segurança as membranas celulares, mas libera mRNA terapêutico especificamente quando precisa ser liberado. Vemos isso como um grande benefício, como o padrão clínico atual, eletroporação, mata uma grande parte das células T do paciente. "

p "Além disso, " ele diz, "Nós imaginamos como uma plataforma de tecnologia para entrega de células T, como podemos fazer mRNAs para diferentes CARs terapêuticos, ou outros receptores terapêuticos, muito rapidamente, simplesmente alterando a sequência de mRNA, e, portanto, tendo uma variedade de aplicações terapêuticas. "

p Com experimentos in vitro, os pesquisadores mostraram que suas nanopartículas geraram células CAR T que foram tão eficazes em matar células cancerosas quanto as células CAR T desenvolvidas com vírus atualmente em uso clínico. As próximas etapas incluirão estudos in vivo sobre os impactos deste sistema de entrega, examinar os efeitos da expressão transitória do CAR na eficácia terapêutica e nos efeitos colaterais.

p "Dada a crescente caixa de ferramentas da terapêutica de RNA, A entrega de nanopartículas de RNA tem amplas aplicações para engenharia de células T, incluindo edição genética de DNA de células T e modulação da expressão de proteínas, "diz junho.