Oamenii de ştiinţă au dezvoltat un model inovator de mini-tumori imprimate 3D, care imită ţesutul uman, pentru a testa imunoterapiile împotriva cancerului.
Un grup de cercetători de la Universitatea Leiden din Ţările de Jos (Olanda) a dezvoltat un model pentru a avansa imunoterapia cancerului, potrivit unui comunicat publicat marţi.
Folosind tehnologia de imprimare 3D, echipa de la Centrul academic Leiden pentru cercetarea medicamentelor, a creat mini-tumori într-un mediu care imită îndeaproape ţesutul uman, şi au dezvoltat, de asemenea, o metodă de monitorizare în timp real a interacţiunilor acestor mini-tumori cu celulele imunitare în timpul testelor.
„Utilizăm această metodă pentru a testa eficienţa celulelor T îmbunătăţite şi a anticorpilor bispecifici”, explică Anita Liao, candidat la doctorat.
Laboratorul Leiden a introdus noua abordare pentru a evalua eficacitatea imunoterapiilor împotriva cancerului.
„Astfel, ne asigurăm că doar cei mai promiţători candidaţi merg mai departe pentru cercetare şi dezvoltare clinică”.
Imunoterapia: ajutarea celulelor imunitare să atace tumorile
Celulele canceroase sunt experte în a se sustrage detectării sistemului imunitar. Ele folosesc diverse strategii pentru a se ascunde de sistemul imunitar şi chiar pentru a respinge atacurile.
Imunoterapia ajută sistemul imunitar să recunoască, să atace şi, în cele din urmă, să distrugă celulele canceroase. Acest lucru se poate realiza prin întărirea sistemului imunitar cu medicamente, făcând celulele canceroase mai detectabile sau prin creşterea artificială a celulelor T.
Cercetarea Leiden se concentrează pe strategii inovatoare de testare pentru ultimele două abordări.
- Terapia adaptivă cu celule T: Celulele T sunt celule imunitare specializate care pot ataca celulele canceroase. Acestea au pe suprafaţa lor receptori care acţionează ca nişte antene pentru a identifica celulele canceroase. Prin izolarea celulelor T ale unui pacient, dotarea lor cu antene mai bune şi transfuzia lor înapoi în sânge, celulele T pot fi modificate pentru a recunoaşte şi ataca mai bine celulele canceroase.
- Anticorpi bispecifici: Aceşti anticorpi se leagă de celulele T cu un braţ şi de celulele canceroase cu celălalt braţ. În acest fel, ei ajută celulele T să localizeze şi să distrugă celulele canceroase mai eficient.
De la vasele Petri din laborator, la modele realiste
În mod tradiţional, noile imunoterapii sunt testate prin cultivarea împreună, în laborator, a celulelor tumorale, a celulelor T şi, uneori, a anticorpilor, şi prin observarea interacţiunilor acestora. Cu toate acestea, metoda nu reflectă cu exactitate complexitatea corpului uman.
„Într-un vas Petri, celulele T cresc printre celulele tumorale şi pot începe imediat să le ucidă”, explică Erik Danen, profesor şi specialist în descoperirea ţintelor medicamentelor pentru cancer. „În realitate, celulele T trebuie să navigheze mai întâi până la tumoră, ceea ce adaugă complexitate”, explică el.
Mini-tumori imprimate 3D şi monitorizare în timp real
O bioimprimantă 3D creează tumori mici, tridimensionale într-un gel de colagen care continuă să crească. Cercetătorii adaugă apoi celule T şi observă apoi ce se întâmplă.
Cercetătorii au dezvoltat astfel un model mai realist folosind mini-tumori imprimate 3D încorporate într-un gel de colagen.
„Acest gel imită ţesutul uman. Folosim o bioimprimantă 3D cu un ac special pentru a injecta celule tumorale în gel, creând tumori mici, tridimensionale", a declarat Liao.
„Acestea cresc şi invadează gelul şi seamănă foarte mult cu tumorile reale din organism. Apoi, se adaugă celulele T care trebuie să găsească drumul către tumoră. Metoda este de mare randament şi potrivită pentru testarea celulelor T şi a anticorpilor îmbunătăţiţi”, a evidenţiat sursa citată.
În plus, echipa a creat un sistem de monitorizare a acestor mini-tumori în timp real utilizând microscoape automate. Acest lucru le permite să observe ce se întâmplă în interiorul şi în jurul tumorii şi să urmărească celulele imune.
„Putem vedea nu numai dacă şi cum funcţionează celulele T şi anticorpii îmbunătăţiţi, ci şi să investigăm strategiile defensive folosite de celulele tumorale”, a adăugat prof. Danen.
Perspective asupra eficacităţii: Noua metodă de testare face diferenţa
Noua metodă s-a dovedit deja de succes în testarea diferiţilor anticorpi bispecifici. Cercetătorii au constatat că nu toţi anticorpii erau eficienţi, contrar a ceea ce sugerau modelele mai vechi.
Cercetarea a fost publicată recent în revista Communications Biology.
În noul model, mai complex, laboratorul Leiden a observat că cei mai eficienţi anticorpi nu numai că activează celulele T, ci şi declanşează producerea de molecule de semnalizare care atrag celule T suplimentare.
„Cu vechea metodă, anticorpii nu aveau şansa de a dezvălui acest comportament, deoarece celulele T erau amestecate cu celulele tumorale şi puteau începe să le ucidă imediat. Noua noastră metodă va ajuta la identificarea celor mai eficienţi anticorpi pentru dezvoltarea clinică ulterioară”, spune prof. Danen.
Echipa utilizează deja modelul dezvoltat pentru a testa receptorii îmbunătăţiţi ai celulelor T.
În prezent, ei evaluează receptorii dezvoltaţi de imunologii de la Centrul medical al universităţii Leiden pentru tratamentul cancerului de ochi.
De asemenea, echipa a colaborat cu laboratorul de imunologie Reno Debets de la Centrul Medical Erasmus din Rotterdam pentru a testa noi receptori pentru terapia cancerului de sân.
Respectiva lucrarea a fost publicată pe 22 august în revista Cancer Discovery.
„Modelul nostru a prezis cu succes ce receptori vor fi eficienţi în modelele de şoareci”, conchide Danen.
„Aceşti receptori îmbunătăţiţi sunt acum pregătiţi pentru teste clinice pe pacienţi reali. Sperăm că cercetarea noastră reprezintă un pas înainte semnificativ în selectarea tratamentului optim pentru pacienţii cu cancer.”
Foto articol: O tumoră imprimată 3D, atacată în teste de celulele T. Albastru şi roşu: nucleele şi citoscheletul celulelor tumorale. Verde: Celule T. Credit: Chen-Yi Liao et al, Communications Biology, august 2024.
