Oamenii de ştiinţă de la Johns Hopkins spun că au dezvoltat un ganglion limfatic artificial cu potenţial de a trata cancerul, potrivit unui nou studiu efectuat pe şoareci şi celule umane.
Ganglionul limfatic nou dezvoltat - un mini-sac umplut cu componente ale sistemului imunitar - este implantat sub piele şi este conceput pentru a acţiona ca un centru de învăţare şi un stimulator pentru a antrena celulele T ale sistemului imunitar să recunoască şi să ucidă celulele canceroase.
Detaliile experimentelor au fost publicate recent în revista Advanced Materials.
Ganglionii limfatici - glande minuscule în tot corpul, în principal în zona gâtului, la subraţ şi în zona inghinală - fac parte din sistemul imunitar al mamiferelor, inclusiv al şoarecilor şi al oamenilor.
Ei sunt în număr de câteva sute, astfel încât celulele imunitare dintr-o zonă a corpului nu trebuie să călătorească mult pentru a alerta sistemul imunitar în cazul unui pericol iminent.
„Ei (ganglionii) sunt locul unde celulele T, celulele de luptă ale sistemului imunitar, stau în stare latentă, aşteptând să fie activate pentru a lupta împotriva infecţiilor sau a altor celule anormale”, explică Natalie Livingston, doctor în ştiinţe, primul autor al cercetării şi în prezent cercetător postdoctoral la spitalul general Massachusetts, într-un comunicat al universităţii publicat joi.
Întrucât cancerele pot păcăli celulele T să rămână în stare latentă, ganglionul limfatic artificial a fost conceput pentru a informa şi activa celulele T care sunt injectate alături de ganglionul limfatic, a explicat ea.
Pentru a crea ganglionul limfatic artificial, oamenii de ştiinţă au folosit acidul hialuronic, o substanţă hidratantă folosită în mod obişnuit în loţiuni şi produsele cosmetice, şi care se găseşte în mod natural în pielea şi articulaţiile organismului.
Datorită proprietăţilor sale, acidul hialuronic este adesea utilizat în materiale biodegradabile, cum ar fi plasturii de vindecare a rănilor, meniţi să fie implantaţi sau aplicaţi pe corp. Printre aceste proprietăţi, acidul hialuronic se poate conecta cu celulele T prin intermediul unui receptor de suprafaţă celulară.
Oamenii de ştiinţă de la Johns Hopkins, conduşi de dr. Jonathan Schneck, au publicat în 2019 o cercetare care arată că acidul hialuronic stimulează activarea celulelor T.
Pentru studiul actual, echipa Johns Hopkins a folosit acidul hialuronic ca bază, pentru noul lor ganglion limfatic şi a adăugat molecule MHC (complexul major de histocompatibilitate - reprezinta un grup de gene situat pe bratul scurt al cromozomului 6, care produce markeri celulari de suprafata ce detin un rol important in procesul de recunoastere a proteinelor self) sau HLA (antigenul uman de histocompatibilitate), care reactivează celulele T şi alte componente ale sistemului imunitar.
Apoi, au adăugat molecule şi antigeni comuni celulelor canceroase pentru a „învăţa” celulele T ce să caute.
„Adăugând diferiţi anticorpi în ganglionul limfatic artificial, avem capacitatea de a controla ceea ce celulele T sunt activate să caute”, spune Livingston.
Ganglionul limfatic artificial rezultat are o dimensiune de aproximativ 150 de microni, adică de două ori lăţimea unui fir de păr uman. Este suficient de mic pentru a rămâne sub piele şi suficient de mare pentru a evita să fie măturat în fluxul sanguin.
„Un avantaj al acestei abordări faţă de alte terapii pe bază de celule, cum ar fi CAR-T, este că există mai puţine etape de fabricaţie”, spune dr. Schneck, care este profesor de patologie, medicină şi oncologie la facultatea de medicină a Universităţii Johns Hopkins, directorul Centrului Johns Hopkins pentru Imunoinginerie Translaţională şi membru al Institutului pentru Inginerie Celulară, al Centrului pentru Cancer Kimmel şi al Institutului pentru Nanobiotehnologie.
Terapiile actuale pe bază de celule necesită extragerea celulelor T de la un pacient, manipularea acestora în afara organismului pentru a recunoaşte un anumit tip de cancer şi injectarea lor înapoi în pacient.
„În abordarea noastră, injectăm celulele T împreună cu un ganglion limfatic artificial, iar celulele T sunt pregătite şi educate de către ganglionul limfatic artificial din interiorul corpului. Apoi, celulele T pot călători oriunde pentru a distruge celulele canceroase", explică dr. Schneck, care a condus echipa de cercetare.
Echipa a testat ganglionul limfatic artificial pe şoareci cu melanom şi cancer de colon. La şase zile după ce tumorile au fost implantate, şoarecii au primit injecţii cu ganglionul limfatic artificial şi celule T.
Echipa Johns Hopkins a comparat aceşti şoareci cu cei care au primit doar ganglionul limfatic artificial, cu cei care au primit doar celule T (care nu au fost activate de ganglionul limfatic artificial) şi cu cei care au primit celule T în combinaţie cu o clasă de medicamente de imunoterapie numite anti-PD-1 - care utilizează anticorpi monoclonali ce blochează receptorul PD-1 de la nivelul limfocitelor T, împiedicând legarea în acest situs a proteinelor PD-L1 prezente la nivelul celulelor tumorale, care ar determina inhibarea mecanismelor imune: recunoaştere şi citotoxicitate tumorală.
Nouă zile mai târziu, şoarecii cu melanoame şi cancere de colon care au primit o combinaţie între ganglionul limfatic artificial, celulele T şi medicamentul anti-PD-1 au avut cele mai bune rate de supravieţuire (trei dintre cei şapte şoareci erau încă în viaţă la 33 de zile), în comparaţie cu alte grupuri care au trăit doar până la aproximativ 26 de zile.
Acest grup de şoareci a avut, de asemenea, cea mai mică rată de creştere a cancerului. Cancerele lor au avut nevoie de între cinci şi 10 zile mai mult pentru a-şi dubla dimensiunea decât celelalte grupuri.
Oamenii de ştiinţă au descoperit, de asemenea, că ganglionul limfatic artificial a atras un aflux de alte celule imunitare şi acţionează ca o „nişă activă din punct de vedere imunologic” pentru a ajuta la stimularea suplimentară a sistemului imunitar.
Atunci când celulele T au fost injectate în şoareci alături de ganglionul limfatic artificial, numărul de celule T a crescut de până la nouă ori.
Echipa spune că abordarea ganglionului limfatic artificial este diferită de cea a unui vaccin împotriva cancerului, care activează de obicei o celulă dendritică, o componentă a sistemului imunitar care învaţă celulele T ce să caute.
Persoanele bolnave de cancer dezvoltă adesea celule dendritice care funcţionează defectuos, iar ganglionul limfatic artificial sare peste celula dendritică pentru a activa direct celulele T.
Cercetătorii intenţionează să efectueze studii de laborator suplimentare pentru a adăuga mai multe molecule de semnalizare imunitară la ganglionul limfatic şi pentru a recruta mai multe celule imunitare ale gazdei în mediul ganglionului limfatic artificial.
„Am îmbinat disciplinele ştiinţei materialelor şi imunologiei pentru a crea o potenţială terapie care îşi formează propria comunitate imunologică - un fel de medicament viu”, spune Schneck.
Cercetătorii de la Johns Hopkins au depus o cerere de brevet care implică tehnologia descrisă în această cercetarea.
