A terapia com células CAR-T transformou o tratamento de alguns tipos de câncer do sangue, mas a entrega da terapia aos pacientes continua complexa, cara e lenta. O procedimento padrão exige que os médicos coletem as células imunológicas de um paciente e as enviem para uma instalação especial, onde as células são geneticamente modificadas para reconhecer o câncer. As células projetadas são então enviadas de volta e infundidas no paciente. Todo o processo pode levar várias semanas e custar centenas de milhares de dólares.
Pesquisadores da UC San Francisco desenvolveram agora uma alternativa potencial que poderia permitir que as células que combatem o câncer fossem reprogramadas diretamente dentro do corpo. Se a abordagem puder ser levada às pessoas, poderá superar a produção, as despesas e os atrasos que atualmente limitam o acesso à terapia CAR-T.
O trabalho representa a primeira vez que os cientistas inseriram uma grande secção de ADN num local preciso em células T humanas sem remover essas células do corpo. A tecnologia alvo também superou a estratégia tradicional de utilização de vírus para inserir ADN em locais aleatórios, sugerindo que este avanço poderia ter implicações mais amplas para além do CAR T para a terapia celular e genética.
Os experimentos utilizaram camundongos com sistema imunológico humanizado, descritos em NaturezaA equipe utilizou o método com sucesso contra leucemia agressiva, mieloma múltiplo e até mesmo um tumor sólido.
“Penso que este é o início de uma enorme onda de novos tratamentos que serão verdadeiramente transformadores e salvarão muitas vidas”, disse Justin Ikeum, PhD, professor associado de medicina na UCSF e autor sénior do novo artigo. “Estou incrivelmente animado por fazer parte disso.”
Reprogramando células T dentro do corpo
A terapia com células CAR-T funciona fornecendo às células T novas instruções genéticas que as ajudam a identificar e destruir o câncer. As células T estão entre as principais células do sistema imunológico que combatem doenças. As novas instruções dizem-lhes para produzirem receptores de antígenos quiméricos (CARs), que se estendem da superfície celular como antenas.
Quando um destes receptores se liga a uma proteína específica numa célula cancerígena, sinaliza à célula T para atacar e matar essa célula. Sete terapias com células CAR-T para câncer no sangue estão atualmente aprovadas pela Food and Drug Administration dos EUA.
Apesar de sua eficácia, esses tratamentos permanecem difíceis de obter para muitos pacientes. As terapias CAR-T normalmente custam entre US$ 400.000 e US$ 500.000, e sua produção depende de instalações altamente especializadas. A produção também leva várias semanas, o que pode ser importante para pacientes cujo câncer continua a progredir enquanto esperam.
Os pacientes também devem normalmente receber quimioterapia intensiva antes da infusão das células T modificadas. Este tratamento abre espaço na medula óssea para as células que chegam, mas pode ser extremamente doloroso, especialmente para pacientes mais velhos ou debilitados clinicamente.
“Isto tornou-se uma questão de acesso global; muitos pacientes que beneficiariam das células CAR-T não podem comprá-las ou não conseguem obtê-las suficientemente rápido”, disse Iquem. “Houve um grande impulso na área para tentar produzir essas células diretamente no corpo”.
Produzir células imunológicas projetadas diretamente dentro do corpo, uma abordagem conhecida como vivo A fabricação também poderia potencialmente eliminar a necessidade dessa quimioterapia inicial.
CRISPR envia novas instruções para células T
Para tornar isso possível, Iquem e colegas do Gladstone Institute, da Duke University e do Innovative Genomics Institute desenvolveram um sistema baseado em duas partículas diferentes. Juntos, eles entregam a maquinaria de edição genética CRISPR-Cas9 diretamente às células T que circulam no corpo.
Uma das partículas contém as ferramentas CRISPR-Cas9 necessárias para cortar e substituir o DNA. Sua superfície é coberta por anticorpos que reconhecem CD3, uma proteína encontrada especificamente nas superfícies das células T. Este mecanismo de direcionamento ajuda a direcionar a maquinaria de edição genética especificamente para as células T.
A segunda partícula fornece DNA contendo instruções para a produção de um carro que combate o câncer. Ele também contém informações que direcionam o novo DNA para um local preciso dentro do genoma das células T. Nesse local existe um “interruptor de ligação” molecular que está ativo apenas nas células T.
O novo gene estimula as células a produzirem CAR somente quando atinge o local desejado. Os pesquisadores também projetaram as partículas para evitar a destruição imediata pelo sistema imunológico.
“Quando você cria essas células fora do corpo, você pode fazer muito controle de qualidade para garantir que você terá apenas células T reprojetadas”, disse Iquem. “Dentro do corpo, não podemos fazer controle de qualidade após a fabricação, por isso precisamos otimizar a abordagem antecipadamente para evitar alterações em quaisquer outras células”.
A leucemia desapareceu em duas semanas
A equipe, liderada pelos co-autores William Nyberg, PhD, e Pierre-Louis Bernard, PhD, ambos bolsistas de pós-doutorado da UCSF, testou o sistema em ratos que sofrem de leucemia agressiva.
Após uma única injeção do tratamento de duas partículas, todo o câncer detectável desapareceu em quase todos os camundongos em duas semanas. Em alguns órgãos, as células CAR-T recentemente projetadas constituem até 40% da população de células imunológicas. O tratamento também eliminou o câncer da medula óssea e do baço.
A mesma estratégia também se mostrou eficaz contra o mieloma múltiplo. Também funcionou contra tumores sólidos de sarcoma, um resultado particularmente digno de nota porque os tumores sólidos têm sido historicamente mais difíceis de tratar com a terapia CAR-T.
Os pesquisadores também encontraram um benefício inesperado. As células T projetadas diretamente dentro do corpo pareciam ter um desempenho melhor do que células comparáveis produzidas em laboratório.
“O que foi particularmente notável foi que as células que geramos in vivo parecem realmente melhores do que as que produzimos em laboratório”, disse Iquem. “Achamos que quando as células são retiradas do corpo e cultivadas em laboratório, elas perdem um pouco do seu ‘tronco’ e capacidade de proliferação e esse não é o caso aqui”.
Terapia CAR-T potencialmente mais rápida e acessível
A tecnologia ainda não está pronta para os pacientes. Os investigadores ainda precisam de ampliar a abordagem para uso humano, e serão necessários ensaios clínicos para determinar se é segura e eficaz nas pessoas.
Iquem e seus colegas fundaram a Azalea Therapeutics para levar a plataforma de partículas duplas descrita no estudo ao desenvolvimento clínico.
Se for bem-sucedida em humanos, a abordagem poderá mudar fundamentalmente a forma como os tratamentos CAR-T são administrados. Em vez de os pacientes precisarem esperar que suas células sejam coletadas, modificadas, expandidas e devolvidas, a engenharia genética necessária poderia potencialmente acontecer dentro do paciente.
“Se conseguirmos traduzir isto para os seres humanos, poderemos reduzir drasticamente os custos, eliminar os tempos de espera e, potencialmente, permitir que os hospitais comunitários – e não apenas os principais centros de cancro – ofereçam estes tratamentos que salvam vidas”, disse ele. “Isso irá realmente democratizar o acesso à terapia com células CAR-T.”
