Turbo patentado para inmunoterapias contra el cáncer
El tiempo de producción de terapias celulares se reduce de semanas a días
Las células inmunitarias se están convirtiendo cada vez más en el arma preferida en la lucha contra el cáncer. Un grupo de investigación con sede en Viena ha patentado ahora nuevas formas de cultivo que hacen que las células inmunitarias especialmente combativas se multipliquen mucho más rápido. Su visión: proporcionar rápidamente a los pacientes de cáncer una terapia individualizada.
Cada vez más terapias contra el cáncer se basan en el efecto de las células inmunitarias. Oliver Spadiut, catedrático de Ingeniería de Bioprocesos de la Universidad Politécnica de Viena (TU Wien), investiga cómo pueden multiplicarse en el laboratorio y modificarse biotecnológicamente dichas células para eliminar las células cancerosas con la mayor eficacia posible. En el marco de su proyecto financiado por la FWF "Diseño de procesos asistidos por gemelos digitales para terapias con células NK", Spadiut ha logrado desarrollar y patentar novedosas estrategias de cultivo para determinadas células inmunitarias. Esto reducirá considerablemente el tiempo de producción de las terapias celulares, y quizá también el tiempo de espera de los pacientes.
Ya no semanas, sino días
"Nuestros descubrimientos reducen el periodo de cultivo para obtener una dosis clínicamente relevante de unas cuatro semanas a sólo ocho días. Se trata de un avance significativo en el uso terapéutico", subraya Spadiut. La idea subyacente de este tipo de terapias celulares es multiplicar células inmunitarias de pacientes o de líneas celulares establecidas en un biorreactor y administrarlas posteriormente a los pacientes.
Con su equipo, Spadiut y Valentin von Werz trabajan con células asesinas naturales (células NK), un subgrupo de glóbulos blancos que puede eliminar células tumorales de forma selectiva. Los investigadores se centran cada vez más en las células NK como complemento de las terapias con células T ya disponibles comercialmente (conocidas como terapia celular CAR-T). "Incluso algo más potentes que las células T, las células NK están siendo investigadas actualmente en ensayos clínicos avanzados", informa Spadiut.
Turbo patentado para células asesinas
"Para su uso terapéutico, hay que cultivar las células NK rápidamente en grandes cantidades y también garantizar que sigan siendo altamente citotóxicas, es decir, que eliminen células. Y ahí radica precisamente el reto. A menudo se pierden semanas en el cultivo, y al final las células dejan de tener efecto cuando se administran al paciente", explica Spadiut. El proyecto ya ha dado lugar a dos solicitudes de patente y el grupo de investigación trabaja actualmente en cuatro publicaciones científicas.
El reto de cultivar estas células especiales es que las células NK pierden su citotoxicidad a valores bajos de pH. "Algo que no se había entendido hasta ahora: no es el valor del pH en sí lo que marca la diferencia, sino el lactato producido", señala Spadiut. El lactato, la sal del ácido láctico, se produce durante la producción de energía en las células. "Descubrimos que las células NK tienen un valor umbral de lactato: una vez superado este umbral, pierden su citotoxicidad. Entonces desarrollamos una novedosa estrategia de cultivo, un auxostato de lactato que mide la concentración de lactato en el biorreactor y ajusta automáticamente el cultivo".
Mucho potencial para la práctica clínica
Para la segunda solicitud de patente, Spadiut y von Werz investigaron la relación entre el lactato y la citotoxicidad. "Las células NK tienen muchos marcadores de superficie que interactúan de forma compleja. Uno de ellos se llama FasL (ligando Fas). Cuando este ligando se une a su respectivo receptor en una célula cancerosa, desencadena en ella la muerte celular programada", explica Spadiut.
Los datos recogidos en experimentos controlados de cultivo celular se modelaron después como un gemelo digital. Los investigadores averiguaron que si la concentración de lactato supera un determinado valor umbral, este ligando de la muerte, que desencadena la muerte celular, no aparece. Muchos tumores sólidos explotan este mecanismo protegiéndose con una envoltura de lactato.
"Sin embargo, si añadimos el ligando de muerte externamente, las células NK vuelven a activarse de repente", informa Spadiut. Por este motivo, la segunda solicitud de patente pretende crear líneas de células NK especialmente eficaces que produzcan más de este ligando de muerte. "Esperamos que esto también nos ayude a combatir tumores sólidos encapsulados en el futuro; sería una hazaña novedosa, porque hasta ahora las terapias celulares se han utilizado principalmente para cánceres no sólidos, como el de la sangre", dice Spadiut.
Del modelo digital a la terapia real
El objetivo de este proyecto financiado por la FWF era cartografiar la red fisiológica del cultivo celular en un gemelo digital. Spadiut pretende ahora derivar parámetros que permitan en el futuro optimizar individualmente las condiciones de cultivo para cada paciente.
"Nuestra investigación en la TU Wien está muy orientada a la aplicación. Creo que precisamente porque no somos médicos hemos podido encontrar estos nuevos enfoques, porque queremos entender hasta el último detalle de los procesos biotecnológicos", explica Spadiut. Su visión es trasladar los procesos de cultivo a un sistema escalable y controlable, al tiempo que se obtienen nuevos conocimientos sobre las células NK. De este modo, la investigación básica y la aplicación clínica se acercarán aún más en el futuro para explotar plenamente el potencial médico de esta terapia celular.
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