Pesquisadores na China desenvolveram uma estratégia mais eficiente para a produção de células assassinas naturais (NK) para uso na imunoterapia contra o câncer.
As células NK desempenham um papel fundamental na defesa inicial do corpo contra vírus e câncer, além de outras funções imunológicas. Devido à sua habilidade natural de detectar e destruir células anormais, elas são uma ferramenta atraente para o tratamento do câncer. Na terapia CAR-NK (receptor quimérico de antígeno), 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 de forma mais precisa.
As abordagens tradicionais de CAR-NK geralmente dependem de células NK maduras coletadas de fontes como sangue periférico ou sangue do cordão umbilical. Esse método apresenta vários desafios, incluindo variabilidade ampla entre as 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 Prof. WANG Jinyong no Instituto de Zoologia da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu uma abordagem diferente. Em vez de modificar células NK maduras, os pesquisadores começaram com células-tronco hematopoéticas e progenitoras (HSPCs) CD34+ extraídas do sangue do cordão umbilical. A partir dessas células em estágio inicial, geraram células NK induzidas (ou seja, células NK geradas em laboratório) e também células CAR-NK induzidas (CAR-iNK).
Os resultados foram publicados na Nature Biomedical Engineering.
Esforços anteriores para produzir células NK a partir de HSPCs CD34+ derivadas de sangue do cordão enfrentaram dificuldades com eficiência baixa e função imatura das células. Para enfrentar essas limitações, a equipe antecipou a etapa de engenharia genética, trabalhando diretamente na fase das HSPCs CD34+. Essa estratégia combinou a transdução CAR, uma forte expansão das células progenitoras e a orientação para o comprometimento com a linhagem NK.
Processo de Expansão e Diferenciação em Três Etapas
Os pesquisadores utilizaram um sistema de três fases. Primeiro, expandiram as HSPCs CD34+ (ou HSPCs transduzidas com CAR-CD19) com a ajuda de células alimentadoras irradiadas AFT024. Em 14 dias, as células se multiplicaram cerca de 800 a 1.000 vezes.
Em seguida, as células expandidas foram cultivadas com células alimentadoras OP9 para criar agregados organoides hematopoiéticos artificiais, estruturas que apoiam um comprometimento e desenvolvimento eficientes da linhagem NK.
Na fase final, as células que se comprometeram a se tornar células NK foram permitidas a amadurecer e se multiplicar ainda mais. Esse processo produziu células iNK ou CAR-iNK altamente puras que expressavam CD16 endógeno.
Alta Produção de Células a Partir de Uma Única Célula-Tronco
A equipe descobriu que uma única HSPC CD34+ poderia gerar até 14 milhões de células iNK ou 7,6 milhões de células CAR-iNK. Os pesquisadores estimam que um quinto de uma unidade típica de sangue do cordão poderia teoricamente fornecer células suficientes para milhares ou até dezenas de milhares de doses de tratamento.
Outra grande melhoria foi a drástica redução do vetor viral necessário para a engenharia do CAR. Comparado à quantidade geralmente exigida para modificar células NK maduras, esse método utilizou apenas cerca de 1/140.000 (no Dia 42 da cultura) a 1/600.000 (no Dia 49) da quantidade de vetor viral.
Potente Capacidade de Combate ao Tumor em Modelos de Leucemia
Em testes laboratoriais, tanto as células iNK quanto as CAR-iNK demonstraram uma poderosa capacidade de destruição de tumores. Em modelos de camundongos derivados de xenotransplantes (CDX) e derivados de pacientes (PDX) de leucemia linfoblástica aguda B (B-ALL), as células CAR-iNK CD19 reduziram o crescimento tumoral e prolongaram a sobrevivência dos animais.
De acordo com os pesquisadores, a nova abordagem não apenas melhora a eficiência da produção de células iNK e CAR-iNK, mas também reduz significativamente o custo da engenharia CAR.
Este trabalho foi apoiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia da República Popular da China e pela Fundação Nacional de Ciência Natural da China, juntamente com outras fontes de financiamento.
