Pesquisadores na China criaram uma estratégia mais eficaz para a produção de células natural killer (NK) para uso na imunoterapia contra o câncer.
As células NK desempenham um papel importante na defesa precoce do corpo contra vírus e câncer, bem como em outras funções imunológicas. Devido à sua capacidade natural de detectar e destruir células anormais, são uma ferramenta atraente para o tratamento do câncer. Na terapia com receptor de antígeno quimérico (CAR)-NK, os cientistas equipam as células NK com um receptor projetado em laboratório (CAR) para que possam reconhecer um marcador específico nas células cancerígenas e atacá-las com mais precisão.
As abordagens tradicionais de CAR-NK normalmente dependem de células NK maduras colhidas de fontes como sangue periférico ou do cordão umbilical. Este método apresenta vários obstáculos, incluindo alta variabilidade entre 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 professor WANG Jinyong, do Instituto de Zoologia da Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu uma abordagem diferente. Em vez de modificar células NK maduras, os pesquisadores começaram com CD34+ células-tronco e progenitoras hematopoiéticas (HSPC) derivadas do sangue do cordão umbilical. A partir dessas células em estágio inicial, eles criaram células NK induzidas (isto é, criadas em laboratório) (iNK), bem como células iNK projetadas por CAR (CAR-iNK).
As descobertas foram publicadas em Engenharia biomédica da natureza.
Esforços anteriores para produzir células NK a partir de CD34 derivado do sangue do cordão umbilical+ Os HSPCs lutaram contra a baixa eficiência e a função celular imatura. Para resolver estas limitações, a equipa mudou a fase de engenharia genética para uma fase inicial de desenvolvimento, trabalhando diretamente no CD34+ Estágio do HSPC. Esta estratégia combinou transdução CAR, expansão robusta de células progenitoras e comprometimento controlado da linhagem NK.
Um processo de expansão e diferenciação em três etapas
Os pesquisadores usaram um sistema de três etapas. Primeiro, eles expandiram o CD34+ HSPCs (ou HSPCs CD19 CAR transduzidos) usando células alimentadoras AFT024 irradiadas. Em 14 dias, as células se multiplicaram aproximadamente 800-1000 vezes.
As células expandidas foram então cultivadas com células alimentadoras OP9 para gerar agregados organoides hematopoiéticos artificiais, estruturas que suportam o comprometimento e desenvolvimento eficiente da linhagem NK.
No estágio final, as células comprometidas em se tornarem células NK amadureceram e se multiplicaram ainda mais. Este processo gerou células iNK ou CAR-iNK altamente puras que expressavam CD16 endógeno.
Produção massiva de células de uma única célula-tronco
A equipe descobriu que um CD34+ O HSPC pode gerar até 14 milhões de células iNK ou 7,6 milhões de células CAR-iNK. Os investigadores estimam que um quinto de uma unidade típica de sangue do cordão umbilical poderia, teoricamente, fornecer células suficientes para milhares ou mesmo dezenas de milhares de doses de tratamento.
Outra melhoria importante foi a redução drástica do vetor viral necessário para o desenvolvimento do CAR. Em comparação com a quantidade normalmente necessária para modificar células NK maduras, este método utilizou apenas ~1/140.000 (no dia 42 de cultura) a ~1/600.000 (no dia 49) tanto vetor viral.
Morte robusta de tumores em modelos de leucemia
Em testes de laboratório, as células iNK e CAR-iNK demonstraram poderosas capacidades de matar tumores. Em modelos de camundongos de leucemia linfoblástica aguda de células B humanas (B-ALL) com xenoenxerto (CDX) e xenoenxerto de paciente (PDX), as células CD19 CAR-iNK reduziram o crescimento do tumor e prolongaram a sobrevivência dos animais.
Segundo os pesquisadores, a nova abordagem não só melhora a eficiência da produção de células iNK e CAR-iNK, mas também reduz significativamente o custo de desenvolvimento do CAR.
O trabalho foi apoiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia da República Popular da China e pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, bem como por outras fontes de financiamento.
