‘Gânglio linfático artificial’ usado para tratar câncer em ratos

Cientistas da Johns Hopkins Medicine afirmam ter desenvolvido um linfonodo artificial com potencial para tratar o câncer, de acordo com um novo estudo em ratos e células humanas. O nódulo linfático recentemente desenvolvido – um saco cheio de componentes do sistema imunitário – é implantado sob a pele e foi concebido para funcionar como um centro de aprendizagem e estimulador para ensinar as células T do sistema imunitário a reconhecer e matar células cancerígenas.

Detalhes dos experimentos foram publicados recentemente on-line e na edição de 6 de junho da revista Materiais avançados.

Os gânglios linfáticos – pequenas glândulas espalhadas por todo o corpo, principalmente no pescoço, nas axilas e na virilha – fazem parte do sistema imunológico dos mamíferos, incluindo ratos e pessoas. Eles chegam a centenas para que as células imunológicas em uma área do corpo não precisem viajar muito para alertar o sistema imunológico sobre um perigo iminente.

“Eles são um local de pouso onde as células T, as células de combate do sistema imunológico, ficam adormecidas, esperando para serem ativadas para combater infecções ou outras células anormais”, diz Natalie Livingston, Ph.D., primeira autora da pesquisa e atualmente pesquisadora. pesquisador de pós-doutorado no Massachusetts General Hospital. “Como os cânceres podem enganar as células T para que permaneçam inativas, o linfonodo artificial foi projetado para informar e ativar as células T que são injetadas ao lado do linfonodo”.

Para criar o linfonodo artificial, os cientistas usaram ácido hialurônico, uma substância hidratante comumente usada em cosméticos e loções e encontrada naturalmente na pele e nas articulações do corpo.

Devido às suas propriedades, o ácido hialurônico é frequentemente usado em materiais biodegradáveis, como adesivos para cicatrização de feridas destinados a serem implantados ou aplicados no corpo. Entre essas propriedades, o ácido hialurônico pode se conectar às células T através de um receptor de superfície celular.

Cientistas da Johns Hopkins liderados por Jonathan Schneck, MD, Ph.D., publicaram uma pesquisa em 2019 mostrando que o ácido hialurônico aumenta a ativação das células T.

Para o estudo atual, a equipe da Johns Hopkins usou ácido hialurônico como estrutura, ou base, para seu novo linfonodo, e adicionou moléculas de MHC (complexo principal de histocompatibilidade) ou HLA (antígeno de histocompatibilidade humana), que aceleram as células T e outras moléculas. componentes do sistema imunológico. Em seguida, eles também adicionaram moléculas e antígenos comuns às células cancerígenas para “ensinar” às células T o que procurar.

“Ao adicionar diferentes anticorpos ao linfonodo artificial, temos a capacidade de controlar o que as células T estão sendo ativadas para procurar”, diz Livingston.

O linfonodo artificial resultante tem cerca de 150 mícrons de tamanho, cerca de duas vezes a largura de um fio de cabelo humano. É pequeno o suficiente para permanecer sob a pele e grande o suficiente para evitar ser arrastado pela corrente sanguínea.

“Uma vantagem desta abordagem em relação a outras terapias baseadas em células, como o CAR-T, é o menor número de etapas de fabricação”, diz Schneck, professor de patologia, medicina e oncologia na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, diretor do Johns Hopkins Center for Translational Immunoengineering e membro do Institute for Cell Engineering, Kimmel Cancer Center e Institute for Nanobiotechnology.

As terapias atuais baseadas em células exigem a extração de células T de um paciente, sua manipulação fora do corpo para reconhecer um tipo específico de câncer e sua injeção de volta no paciente. “Em nossa abordagem, injetamos células T junto com um linfonodo artificial, e as células T são preparadas e educadas pelo linfonodo artificial dentro do corpo. Então, as células T podem viajar para qualquer lugar para destruir as células cancerígenas, ” diz Schneck, que liderou a equipe de pesquisa, juntamente com Hai-Quan Mao, Ph.D., diretor do Instituto de Nanobiotecnologia da Johns Hopkins.

Livingston, Schneck e a equipe de pesquisa testaram o linfonodo artificial em ratos que foram implantados com melanoma ou câncer de cólon. Seis dias após a implantação dos tumores, os ratos receberam injeções do linfonodo artificial e das células T.

A equipe da Johns Hopkins comparou esses camundongos com aqueles que receberam apenas o linfonodo artificial, aqueles que receberam apenas células T (que não foram ativadas pelo linfonodo artificial) e aqueles que receberam células T em combinação com uma classe de medicamentos imunoterápicos chamados anti-inflamatórios. -PD-1.

Nove dias depois, camundongos com melanomas e câncer de cólon que receberam uma combinação de linfonodo artificial, células T e medicamento anti-PD-1 tiveram as melhores taxas de sobrevivência (três dos sete camundongos ainda estavam vivos aos 33 dias). em comparação com outros grupos que viveram apenas cerca de 26 dias. Este grupo de ratos também teve a taxa de crescimento do câncer mais lenta. Demorou entre cinco e 10 dias a mais para que seus cânceres dobrassem de tamanho do que os outros grupos.

Os cientistas também descobriram que o linfonodo artificial atraiu um influxo de outras células do sistema imunológico e atua como um “nicho imunologicamente ativo” para ajudar a estimular ainda mais o sistema imunológico. Quando as células T foram injetadas nos camundongos junto com o linfonodo artificial, o número de células T cresceu até nove vezes mais abundante.

Livingston diz que a abordagem dos linfonodos artificiais é diferente de uma vacina contra o câncer, que normalmente ativa uma célula dendrítica, um componente do sistema imunológico que ensina às células T o que procurar. Pessoas com câncer geralmente desenvolvem células dendríticas com mau funcionamento e o linfonodo artificial ignora a célula dendrítica para ativar diretamente as células T.

A equipe de pesquisa planeja realizar estudos laboratoriais adicionais para adicionar mais moléculas de sinalização imunológica ao linfonodo e recrutar mais células imunológicas do hospedeiro para o ambiente do linfonodo artificial.

“Combinámos as disciplinas da ciência dos materiais e da imunologia para criar uma terapia potencial que forma a sua própria comunidade imunológica – uma espécie de droga viva”, diz Schneck.

Os pesquisadores solicitaram uma patente envolvendo a tecnologia descrita em suas pesquisas.

Outros pesquisadores da Johns Hopkins que contribuíram para o estudo são John Hickey, Hajin Sim, Sebastian Salathe, Joseph Choy, Jiayuan Kong, Aliyah Silver, Jessica Stelzel, Mary Omotoso, Shuyi Li, Worarat Chaisawangwong, Sayantika Roy, Emily Ariail, Mara Lanis, Pratibha Pradeep, Joan Glick Bieler, Savannah Est Witte, Elissa Leonard, Joshua Doloff e Jamie Spangler.