Turbo patenteado para imunoterapias contra o cancro
Tempo de produção de terapias celulares reduzido de semanas para dias
As células imunitárias estão a tornar-se cada vez mais a arma de eleição na luta contra o cancro. Um grupo de investigação sediado em Viena patenteou agora novas formas de cultivo que fazem com que as células imunitárias particularmente combativas se multipliquem muito mais rapidamente. A sua visão: fornecer rapidamente aos doentes com cancro uma terapia individualizada.
Cada vez mais as terapias contra o cancro se baseiam no efeito das células imunitárias. Oliver Spadiut, professor de Engenharia de Bioprocessos na Universidade de Tecnologia de Viena (TU Wien), está a investigar a forma como essas células podem ser multiplicadas em laboratório e modificadas biotecnologicamente para matar as células cancerígenas da forma mais eficaz possível. No contexto do seu projeto financiado pela FWF "Digital twin-assisted process design for NK-cell therapies", Spadiut conseguiu agora desenvolver e patentear novas estratégias de cultivo para determinadas células imunitárias. Isto reduzirá significativamente o tempo de produção das terapias celulares - e talvez também o tempo de espera dos doentes.
Não mais semanas, mas dias
"As nossas descobertas reduzem o período de cultivo para obter uma dose clinicamente relevante de cerca de quatro semanas para apenas oito dias. Trata-se de um progresso significativo na utilização terapêutica", sublinha Spadiut. A ideia subjacente a estas terapias celulares consiste em multiplicar células imunitárias de doentes ou de linhas celulares estabelecidas num bioreactor e administrá-las posteriormente aos doentes.
Com a sua equipa, Spadiut e Valentin von Werz estão a trabalhar em células assassinas naturais (células NK), um subgrupo de glóbulos brancos que pode matar células tumorais de forma direcionada. Os investigadores estão a apostar cada vez mais nas células NK como complemento das terapias com células T já disponíveis no mercado (conhecidas como terapia com células CAR-T). "Ainda que ligeiramente mais potentes do que as células T, as células NK estão atualmente a ser investigadas em ensaios clínicos avançados", refere Spadiut.
Turbina patenteada para células assassinas
"Para uma utilização terapêutica, é necessário fazer crescer rapidamente as células NK em grande número e também garantir que continuam a ser altamente citotóxicas, ou seja, que matam as células. E é precisamente aí que reside o desafio. Muitas vezes perdemos semanas no cultivo e, no final, as células deixam de ter efeito quando as administramos ao doente", explica Spadiut. O projeto já deu origem a dois pedidos de patente e o grupo de investigação está atualmente a trabalhar em quatro publicações científicas.
O desafio de cultivar estas células especiais reside no facto de as células NK perderem a sua citotoxicidade em valores de pH baixos. "Algo que não tinha sido compreendido até agora: não é o valor do pH em si que faz a diferença, mas o lactato produzido", observa Spadiut. O lactato, o sal do ácido lático, é produzido durante a produção de energia nas células. "Descobrimos que as células NK têm um limiar de lactato - quando este limiar é ultrapassado, perdem a sua citotoxicidade. Desenvolvemos então uma nova estratégia de cultivo, um auxostato de lactato que mede a concentração de lactato no bioreactor e ajusta automaticamente a cultura".
Muito potencial para a prática clínica
Para o segundo pedido de patente, Spadiut e von Werz investigaram a relação entre o lactato e a citotoxicidade. "As células NK têm muitos marcadores de superfície que interagem de forma complexa. Um deles chama-se FasL (ligando Fas). Quando este ligando se liga ao respetivo recetor numa célula cancerígena, desencadeia aí a morte celular programada", explica Spadiut.
Os dados recolhidos em experiências controladas de cultura de células foram depois modelados como um gémeo digital. Os investigadores descobriram que, se a concentração de lactato ultrapassa um determinado valor limite, este ligando de morte, que desencadeia a morte celular, não aparece. Muitos tumores sólidos exploram este mecanismo, protegendo-se com um invólucro de lactato.
"No entanto, se adicionarmos o ligando de morte externamente, as células NK voltam subitamente a estar activas", refere Spadiut. Por esta razão, o segundo pedido de patente tem como objetivo criar linhas de células NK particularmente eficazes que produzam mais deste ligando de morte. "Esperamos que, no futuro, isto também nos ajude a combater tumores sólidos e encapsulados - o que seria uma proeza inédita, porque até agora as terapias celulares têm sido utilizadas principalmente para cancros não sólidos, como o cancro do sangue", diz Spadiut.
Do modelo digital à terapia real
O objetivo deste projeto financiado pela FWF era mapear a rede fisiológica da cultura de células num gémeo digital. Spadiut pretende agora derivar parâmetros que permitam, no futuro, otimizar individualmente as condições de cultura para cada doente.
"A nossa investigação na TU Wien é muito orientada para a aplicação. Penso que foi precisamente por não sermos médicos que conseguimos encontrar estas novas abordagens - porque queremos compreender todos os pormenores dos processos biotecnológicos", explica Spadiut. A sua visão é transferir os processos de cultivo para um sistema escalável e controlável e, ao mesmo tempo, obter novos conhecimentos sobre as células NK. Desta forma, a investigação fundamental e a aplicação clínica deverão aproximar-se ainda mais no futuro, a fim de explorar plenamente o potencial médico desta terapia celular.
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