Ingenieros de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, han desarrollado un método de administración que potencia el "poder de ataque" de las células inmunitarias modificadas, denominadas células T receptoras de antígenos quiméricos (CAR), según publican en la revista ´Science Advances´.

El tratamiento de vanguardia contra el cáncer con células CAR-T, que recoge y reprograma las células T de un paciente -un conjunto especial de células inmunitarias- y luego devolverlas al organismo, listas para detectar y destruir las células cancerosas, es eficaz para cánceres sanguíneos muy extendidos, como la leucemia, pero rara vez tiene éxito en el tratamiento de tumores sólidos.

Los investigadores añaden células CAR-T y proteínas de señalización especializadas a un hidrogel -un gel relleno de agua que tiene características comunes con los tejidos biológicos- y le inyectan la sustancia junto a un tumor.

Este gel proporciona un entorno temporal en el interior del cuerpo donde las células inmunitarias se multiplican y activan en preparación para combatir las células cancerosas. El gel actúa como un bolígrafo con fugas que bombea células CAR-T activadas para atacar continuamente el tumor a lo largo del tiempo.

"Gran parte del campo de las células CAR-T se centra en cómo fabricar mejores células en sí mismas, pero se presta mucha menos atención a cómo hacer que las células sean más eficaces una vez en el cuerpo --afirma Eric Appel, profesor adjunto de ciencia e ingeniería de los materiales en Stanford y autor principal del artículo--. Así que lo que estamos haciendo es totalmente complementario a todos los esfuerzos para diseñar mejores células".

Actualmente, las infusiones intravenosas (IV) son el principal modo de administración de las células CAR-T. En este método, las células entran en el torrente sanguíneo y fluyen por todo el cuerpo. Pero este método no es ideal para tratar tumores sólidos, que suelen ser densos, existen en lugares específicos y tienen defensas para esconderse y rechazar las células inmunitarias.

"Es como un territorio de batalla lleno de cosas terribles que intentan luchar contra estas células T --comenta Abigail Grosskopf, candidata a doctora en ingeniería química y autora principal del estudio--. Así que a las células CAR-T les resulta difícil infiltrarse para atacar ese tumor".

Para activar las células CAR-T con la fuerza suficiente para erradicar un tumor, las células deben someterse a una exposición prolongada a una alta concentración de proteínas de señalización especializadas. Estas proteínas, denominadas citoquinas, indican a las células inmunitarias modificadas que se repliquen rápidamente y se preparen para destruir el tumor.

Sin embargo, si se administraran por vía sistémica a través de un goteo intravenoso, la cantidad de citoquinas necesaria para lanzar un ataque eficaz sería tóxica para otras partes del cuerpo.

En su lugar, Grosskopf y sus colegas crearon un gel que puede albergar temporalmente citocinas y células CAR-T cerca del tumor. Las células inmunitarias crecen y proliferan allí, dentro del cuerpo, y se liberan continuamente para bombardear el crecimiento canceroso.

El gel está compuesto por agua y dos ingredientes: un polímero hecho de celulosa, un material que se encuentra en las plantas, y nanopartículas biodegradables. Cuando se combinan, los dos componentes se unen como un velcro molecular: quieren pegarse pero pueden separarse fácilmente.

"Este material puede inyectarse a través de pequeñas agujas --explica Grosskopf--. Sin embargo, después de inyectarlo, el ´velcro´ se encuentra de nuevo y se reforma en una robusta estructura de gel".

La configuración en forma de malla del gel se teje con la suficiente firmeza como para impedir que las diminutas citocinas se deslicen. Al mismo tiempo, las conexiones de la estructura son lo suficientemente débiles como para que las células CAR-T las rompan y se liberen cuando estén preparadas para acabar con las células cancerosas.

Tras determinar la mejor fórmula de gel para administrar el tratamiento del cáncer, el equipo de investigación puso a prueba su método en ratones con tumores.

Grosskopf comprobó que todos los animales de experimentación a los que se les inyectó un gel que contenía tanto células CAR-T como citoquinas quedaron libres de cáncer al cabo de 12 días. Ella y sus colegas también intentaron administrar sólo las células CAR-T en el gel, pero los tumores desaparecieron más lentamente o no desaparecieron en absoluto en algunos ratones. Los tratamientos administrados a través de un goteo intravenoso o en solución salina, en lugar de en el gel, fueron incluso menos eficaces en los tumores.

Además, el gel no indujo reacciones inflamatorias adversas en los ratones y se degradó por completo en el organismo en unas pocas semanas.

El equipo también probó a inyectar el tratamiento en gel más lejos del tumor, en el lado opuesto del cuerpo del ratón al crecimiento canceroso. Para sorpresa de todos, todos los tumores de los animales desaparecieron, aunque tardaron el doble de tiempo que cuando se añadió el tratamiento junto al tumor.

"Lo que estábamos evaluando es principalmente los tumores que se pueden inyectar al lado. Pero, por desgracia, todavía no podemos llegar a todos los tejidos del cuerpo --señala Appel--. Esta capacidad de inyectar lejos de los tumores realmente abre la puerta a tratar posiblemente cualquier número de tumores sólidos".

Appel afirma que la próxima serie de experimentos de su laboratorio explorará más a fondo la capacidad del método de administración del gel para tratar tumores lejanos.

En general, esta investigación propone una forma sencilla y eficaz de mejorar un prometedor tratamiento del cáncer. "Creo que una gran ventaja de nuestros geles es lo fáciles que son de hacer: Se mezclan dos cosas y se inyectan --resalta Grosskopf--. Tenemos que hacer más trabajo preclínico, pero creo que es muy prometedor".