Madrid.

Un equipo de investigadores desarrolló un sistema basado en ultrasonido que puede controlar de forma no invasiva y remota los procesos genéticos en las células T inmunes vivas para que reconozcan y eliminen las cancerosas.

Según los autores, existe una necesidad crítica de manipular de forma no invasiva y remota las células a distancia, en particular para aplicaciones traslacionales en animales y humanos.

El equipo desarrolló un enfoque innovador para utilizar la mecanogenética, campo de la ciencia que se centra en cómo las fuerzas físicas y los cambios en las propiedades mecánicas de las células y los tejidos influyen en la expresión génica para controlar de manera remota las activaciones de los genes y las células.

Los científicos usaron ultrasonido para alterar mecánicamente las células T y después convirtieron las señales mecánicas en el control genético de las mismas.

En este estudio, los investigadores muestran cómo se puede emplear su sistema mecanogenético controlado a distancia para diseñar células T que expresan receptores de antígenos quiméricos (CAR, por sus siglas en inglés) que pueden atacar y destruir las células cancerosas.

Las células CAR-T diseñadas tienen mecano-sensores y módulos de transducción genética que pueden ser activados a distancia mediante ultrasonido por medio de la amplificación de microburbujas.

La terapia con células CAR-T se está volviendo un enfoque terapéutico que cambia el paradigma para el tratamiento del cáncer, afirmó Peter Yingxiao Wang, profesor de bioingeniería en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos. Sin embargo, quedan grandes desafíos antes de que la inmunoterapia basada en CAR pueda adoptarse ampliamente. Por ejemplo, la selección no específica de células CAR-T contra tejidos no malignos puede ser potencialmente mortal. Este trabajo podría llevar a una precisión y eficiencia sin precedente en la inmunoterapia contra tumores sólidos, al tiempo que minimizaría las toxicidades fuera de ellos.

El equipo reúne los laboratorios de Wang y Shu Chien, ambos profesores de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs y el Instituto de Ingeniería en Medicina en la Universidad de California San Diego, en colaboración con los profesores Kirk Shung, de la Universidad del Sur de California, y Michel Sadelain, en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center, en Nueva York. Los investigadores presentan sus hallazgos en la edición de este lunes de Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, con la candidata Yijia Pan a UC San Diego, como primera autora.

Los investigadores descubrieron que las microburbujas conjugadas con estreptavidina se pueden acoplar a la superficie de una célula donde se expresan los canales de iones piezo1 mecanosensibles. Luego de la exposición a ondas de ultrasonido, las microburbujas vibran y estimulan mecánicamente esos canales para permitir que los iones de calcio entren en la célula, lo que desencadena la activación de calcineurina, desfosforilación NFAT y translocación en el núcleo.

NFAT translocado en el núcleo puede unirse a los elementos de respuesta cadena arriba de los módulos de transducción genética para iniciar la expresión génica de CAR para el reconocimiento y la destrucción de las células cancerosas.