p Existem muitos mecanismos pelos quais o corpo responde a invasores estrangeiros. Um deles envolve as células T do sistema imunológico, que têm várias proteínas diferentes em sua superfície chamadas 'proteínas de ponto de verificação'. Estas proteínas de checkpoint ligam-se a proteínas na superfície de outras células e podem resultar na estimulação ou supressão da atividade das células T. Normalmente, proteínas de superfície em células estranhas ou invasoras irão produzir uma estimulação da atividade das células T contra essas células, enquanto a supressão de células T é um mecanismo embutido para evitar que o sistema imunológico ataque as células normais do próprio corpo. p Células tumorais, Contudo, às vezes pode enganar o sistema imunológico, exibindo proteínas de superfície que se ligam às proteínas do ponto de verificação das células T para causar a supressão da atividade das células T. Em alguns casos, a interação dessas proteínas da superfície do tumor com as células T até faz com que as células T se rompam. Nos últimos anos, os cientistas têm tentado desenvolver drogas "inibidoras de checkpoint" que neutralizem essas interações supressivas de checkpoint, a fim de reativar a resposta imunológica do corpo às células tumorais. Um desses medicamentos é aprovado pelo FDA dos EUA para o tratamento de melanoma metastático; outros estão disponíveis ou em desenvolvimento para tratar outras doenças malignas.

p Apesar desses avanços, Contudo, permanece difícil determinar quais pacientes com câncer são prováveis ​​candidatos a esse tipo de terapia e quais medicamentos têm o maior potencial. O desenvolvimento de um método para enfrentar esses desafios seria fundamental para determinar o mais seguro, medicamentos mais eficazes para pacientes com câncer, economizando tempo e dinheiro no processo. Para que tal método seja prático para uso clínico, deve ser capaz de realizar testes rápidos de um grande número de potenciais drogas de imunoterapia contra células tumorais vivas para precisão, dados facilmente analisáveis.

p Uma equipe colaborativa do Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) projetou e testou com sucesso esse sistema. Eles começaram cultivando agregados esféricos de células de câncer de mama em um formato customizado, 3-D impresso, chip transparente com micropoços cônicos. Esses micropoços foram projetados para ótimo crescimento e estabilidade das esferas celulares. Testes realizados nas esferas celulares dos micropoços confirmaram a viabilidade das células e sua produção de proteínas de superfície desativadoras de células T.

p "Os recursos do nosso chip baseado em micropoços são a chave para o nosso desenvolvimento bem-sucedido de um modelo de tecido imunoativo, "disse Wujin Sun, Ph.D., da equipe do Instituto Terasaki. "A transparência do chip permite observação microscópica direta. E seu design permite testes de alto volume, que se presta bem para a rápida triagem de drogas imunoterapêuticas. "

p A fim de testar a eficácia dos medicamentos inibidores de checkpoint na ativação da resposta antitumoral das células T, a equipe considerou em seguida como uma célula T normalmente se comporta durante a ativação. Quando uma célula T é estimulada a atacar invasores celulares, ele secreta proteínas chamadas citocinas, que mobiliza outras células do sistema imunológico para o local da invasão e estimula as células a se multiplicar e destruir os invasores. A medição dessas citocinas pode, portanto, indicar o nível de ativação de uma célula T.

p A equipe então criou um eficiente, sistema automatizado para medir os níveis de citocinas usando seu chip de micropoços carregado com câncer de mama. Os experimentos com este sistema foram realizados usando drogas anti-proteína de checkpoint; os resultados mostraram que após a incubação das células do câncer de mama com as células T, a produção de citocinas foi aumentada com o uso das drogas, demonstrando sua eficácia na ativação das células T.

p Outra maneira pela qual a equipe usou seu chip de câncer de mama foi avaliar o efeito das células do câncer de mama nas células T estimuladas. As células T foram marcadas com fluorescência e adicionadas às células do câncer de mama nos micropoços; a transparência do chip permitiu a observação direta de sua interação celular usando microscopia fluorescente. Essas células do câncer de mama normalmente causam a ruptura das células T, mas experimentos conduzidos com drogas inibidoras de checkpoint mostraram que as drogas aumentaram a viabilidade das células T nas culturas, demonstrando visualmente como eles podem combater os efeitos da ruptura das células T pela interação das células tumorais.

p O chip de câncer de mama também foi usado para a observação direta de como as células T se infiltraram nas esferas celulares do câncer de mama; esse tipo de infiltração é uma medida da atividade antitumoral e da viabilidade de uma célula T. Depois de marcar cada grupo de células com corantes separados e misturá-los nos micropoços do chip, A infiltração de células T pode ser visualizada diretamente usando microscopia de fluorescência de alta resolução. Experimentos conduzidos com drogas inibidoras de checkpoint indicaram que houve aumento do número de células T e penetração mais profunda nas células do câncer de mama na presença das drogas.

p Resumindo, os pesquisadores do TIBI foram capazes de projetar métodos robustos e eficientes para caracterizar a interação entre o tumor e as células do sistema imunológico e para formas de alto volume e clinicamente relevantes para rastrear drogas imunoterapêuticas contra células tumorais. O chip de micropoços e seu aparelho relacionado também podem ser usados ​​para incluir outros tipos de células tumorais e células individuais do paciente para otimizar a resposta do paciente e para rastrear e desenvolver drogas anticâncer adicionais.

p "Trazer maneiras de otimizar as decisões clínicas e medicina personalizada para os pacientes é o principal objetivo do nosso instituto, "disse Ali Khademhosseini, Ph.D., diretor e CEO do Terasaki Institute. "Este trabalho é um passo significativo para alcançar esse objetivo no domínio da imunoterapia contra o câncer."