Células-tronco projetadas produzem milhões de células assassinas naturais que combatem tumores a custo reduzido

Pesquisadores chineses desenvolveram um novo método para projetar com eficiência células natural killer (NK) para imunoterapia contra o câncer. As células NK são fundamentais para a defesa antiviral e anticâncer precoce – entre outras funções do sistema imunológico – tornando-as adequadas para a imunoterapia contra o câncer. Por exemplo, a terapia com receptor de antígeno quimérico (CAR)-NK envolve a adição de um receptor construído em laboratório (um CAR) a uma célula NK, permitindo-lhe reconhecer um antígeno específico em uma célula cancerosa e atacá-la.

No entanto, as imunoterapias CAR-NK convencionais dependem principalmente de células NK maduras isoladas de tecidos humanos, como sangue periférico ou sangue do cordão umbilical, o que apresenta múltiplos desafios, incluindo alta heterogeneidade, baixa eficiência de engenharia, altos custos de manuseio e processamento demorado.

Agora, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Wang Jinyong, do Instituto de Zoologia da Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu um novo método para gerar células NK (iNK) induzidas (isto é, geradas em laboratório) e células iNK (CAR-iNK) projetadas por CAR a partir de CD34.⁺ células-tronco e progenitoras hematopoiéticas (HSPCs) derivadas do sangue do cordão umbilical.

O estudo é publicado em Engenharia Biomédica da Natureza.

Tentativas anteriores de gerar células NK a partir de CD34 derivado do sangue do cordão umbilical⁺ Os HSPCs foram prejudicados pela baixa eficiência de indução e pela imaturidade funcional das células resultantes. Para superar essas barreiras, os pesquisadores mudaram a engenharia genética para o CD34 anterior⁺ Estágio HSPC, combinando transdução CAR, expansão eficiente de progenitores e comprometimento da linhagem NK.

O processo de três etapas começou com a expansão do CD34⁺ HSPCs (ou HSPCs CD19 transduzidos por CAR) usando células alimentadoras AFT024 irradiadas, alcançando um crescimento de aproximadamente 800 a 1.000 vezes em 14 dias.

Em seguida, as células expandidas foram co-cultivadas com células alimentadoras OP9 para formar agregados organoides hematopoiéticos artificiais – estruturas que promovem o comprometimento e desenvolvimento eficiente da linhagem NK. Finalmente, as células comprometidas com a linhagem NK sofreram maturação e proliferação, produzindo células iNK ou CAR-iNK altamente puras que expressavam CD16 endógeno.

Notavelmente, o método demonstrou que um único CD34⁺ O HSPC poderia produzir até 14 milhões de células iNK ou 7,6 milhões de células CAR-iNK. Em teoria, apenas um quinto de uma unidade padrão de sangue do cordão umbilical poderia gerar células suficientes para fornecer milhares – ou mesmo dezenas de milhares – de doses terapêuticas.

Um grande avanço é a redução drástica na quantidade de vetor viral necessária para a engenharia do CAR. Em comparação com a carga viral normalmente necessária para desenvolver células NK maduras, o novo método usou apenas ~1/140.000 (no dia 42 de cultura) a ~1/600.000 (no dia 49) como quantidade de vetor.

Em testes funcionais, a equipe confirmou que tanto as células iNK quanto as CAR-iNK exibiam forte atividade destruidora de tumores. Em modelos de xenoenxerto derivado de linhagem celular (CDX) e xenoenxerto derivado de paciente (PDX) de leucemia linfoblástica aguda de células B humanas (B-ALL), as células CD19 CAR-iNK suprimiram o crescimento do tumor e prolongaram a sobrevivência dos animais.

O novo método não só aumentou a eficiência de indução das células iNK e CAR-iNK, mas também reduziu substancialmente o custo da engenharia CAR, observaram os pesquisadores.