Nuevas 'maquinas moleculares' que encuentran las células adecuadas

Científicos han demostrado una nueva forma de apuntar con precisión a las células CAR T para que distingan las células cancerosas de sus vecinas aunque se vean bastante similares.

El nanodispositivo CO-LOCKR identifica la celda mediante la combinación de marcadores de superficie

Incluso las células que se vuelven cancerosas pueden diferir de sus vecinas sanas solo en algunas formas sutiles. Un desafío central en el tratamiento del cáncer y muchas otras enfermedades es poder detectar las células correctas sin afectar a todas las demás.


En un artículo publicado en Science First Release, un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington y el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson en Seattle describen el diseño de nuevos dispositivos a nanoescala hechos de proteínas sintéticas. Estos dirigen un agente terapéutico sólo a células con combinaciones predeterminadas y específicas de marcadores de superficie celular.


Sorprendentemente, estas "maquinas moleculares" funcionan por sí mismas y pueden buscar a las células que fueron programadas para encontrar.


"Estábamos tratando de resolver un problema clave en medicina, que es cómo apuntar a células específicas en un entorno complejo", dijo Marc Lajoie, autor principal del estudio y académico postdoctoral reciente en el Instituto de Medicina de UW para el Diseño de Proteínas. "Desafortunadamente, la mayoría de las células carecen de un marcador de superficie único que sea exclusivo de ellas. Por lo tanto, para mejorar la focalización celular, creamos una forma de dirigir casi cualquier función biológica a cualquier célula al buscar combinaciones de marcadores de superficie celular".


La herramienta que crearon se llama Co-LOCKR, o "Colocalization-dependant Latching Orthogonal Cage/Key pRoteins". Consiste en múltiples proteínas sintéticas que, cuando se separan, no hacen nada. Pero cuando las piezas se juntan en la superficie de una célula objetivo, cambian de forma, activando así una especie de baliza molecular.


La presencia de estas balizas en la superficie de una célula puede guiar una actividad biológica predeterminada, como la muerte celular, a una célula objetivo específica.


Los investigadores demostraron que Co-LOCKR puede enfocar la actividad de destrucción de células de las células CAR T. En el laboratorio, mezclaron proteínas Co-LOCKR, células CAR T y una sopa de posibles células diana. Algunas de estas tenían solo un marcador, otros tenían dos o tres. Sólo las células con la combinación de marcadores predeterminada fueron destruidas por las células T. Si una célula también tenía un "marcador saludable" predeterminado, entonces esa célula se salva.


"Las células T son asesinas extremadamente eficientes, por lo que el hecho de que podamos limitar su actividad en las células con la combinación incorrecta de antígenos y aún así eliminar rápidamente las células con la combinación correcta es un cambio de juego", dijo Alexander Salter, otro autor principal del estudio y un estudiante de doctorado en el programa de científico médico de la Facultad de Medicina de la UW. Está comenzando en el laboratorio de Stanley Riddell en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson.


Esta estrategia de focalización celular se basa completamente en proteínas. Este enfoque lo distingue de la mayoría de los otros métodos que se basan en células diseñadas y operan en escalas de tiempo más lentas.


"Creemos que Co-LOCKR será útil en muchas áreas donde se necesita una focalización celular precisa, incluida la inmunoterapia y la terapia génica", dijo David Baker, profesor de bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington y director del Instituto de Diseño de Proteínas.


La investigación se llevó a cabo en el Instituto de Diseño de Proteínas, el Centro de Investigación Integrada de Inmunoterapia en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson y el Departamento de Bioingeniería de la Universidad de Washington.





Fuente: Comunicado de prensa fue escrito por Ian Haydon del Institute for Protein Design.

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