Pesquisadores na China desenvolveram uma técnica mais eficiente para gerar células natural killer (NK) para uso na imunoterapia contra o câncer.
As células NK desempenham um papel importante na defesa primária do corpo contra vírus e câncer, juntamente com outras funções imunológicas. Devido à sua capacidade natural de detectar e destruir células anormais, são uma ferramenta atraente para o tratamento do câncer. Na terapia com receptor de antígeno quimérico (CAR)-NK, os cientistas equipam as células NK com um receptor projetado em laboratório (um CAR) para que possam reconhecer um marcador específico nas células cancerígenas e atacá-las com mais precisão.
Os métodos CAR-NK tradicionais normalmente dependem de células NK maduras coletadas de fontes como sangue periférico ou sangue do cordão umbilical. Este método apresenta vários obstáculos, incluindo grande variabilidade entre células, eficiência limitada durante a modificação genética, altos custos de produção e longos tempos de preparação.
Células NK derivadas de células-tronco do sangue do cordão umbilical
Uma equipe liderada pelo professor Wang Jinyong, do Instituto de Zoologia da Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu uma abordagem diferente. Em vez de modificar células NK maduras, os pesquisadores começaram com CD34+ Células-tronco e progenitoras hematopoiéticas (HSPC) retiradas do sangue do cordão umbilical. A partir dessas células em estágio inicial, eles geraram células NK (INK) induzidas (ou seja, geradas em laboratório), bem como células INK (CAR-INK) projetadas por CAR.
Os resultados são publicados Engenharia Biomédica da Natureza.
Tentativas anteriores de gerar células NK a partir de CD34 derivadas do sangue do cordão umbilical+ Os HSPCs lutam contra a baixa eficiência e a função celular imatura. Para resolver estas limitações, a equipa deu um passo de engenharia genética antes do desenvolvimento, trabalhando diretamente no CD34+ Estágio do HSPC. Esta estratégia combinou a transdução CAR, a expansão robusta das células progenitoras e o compromisso direcionado com a linhagem NK.
Processo de expansão e diferenciação em três etapas
Os pesquisadores usaram um sistema de três estágios. Primeiro, eles amplificaram o CD34+ HSPCs (ou HSPCs CD19 transduzidos por CAR) com células alimentadoras AFT024 irradiadas. Dentro de 14 dias, as células se multiplicam aproximadamente 800 a 1.000 vezes.
Em seguida, as células em proliferação foram cultivadas com células alimentadoras OP9 para formar agregados organoides hematopoiéticos artificiais, estruturas que suportam o comprometimento e desenvolvimento eficiente da linhagem NK.
Na fase final, as células que estavam comprometidas em se tornarem células NK amadureceram e se multiplicaram ainda mais. Este processo gera células iNK ou CAR-iNK altamente purificadas que expressam CD16 endógeno.
Produção massiva de células de uma única célula-tronco
A equipe encontrou um CD34+ O HSPC pode gerar 14 milhões de células iNK ou 7,6 milhões de células CAR-iNK. Os investigadores estimam que um quinto de uma unidade típica de sangue do cordão umbilical poderia, teoricamente, produzir células suficientes para milhares ou mesmo dezenas de milhares de doses terapêuticas.
Outra grande melhoria é a redução drástica de vetores virais necessários para a engenharia do CAR. Em comparação com a quantidade normalmente necessária para modular células NK maduras, este método utiliza aproximadamente ~1/140.000 (no dia 42 da cultura) a ~1/600.000 (no dia 49) do vetor viral.
Potente morte tumoral em modelos de leucemia
Em testes de laboratório, tanto as células iNK quanto as CAR-iNK demonstraram potentes capacidades de matar 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 reduziram o crescimento do tumor e prolongaram a sobrevivência dos animais.
Segundo os pesquisadores, o novo método não só melhora a eficiência da geração de células iNK e CAR-iNK, mas também reduz significativamente o custo da engenharia do CAR.
O trabalho foi apoiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia da República Popular da China e pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, entre outras fontes de financiamento.
