Un nuevo artículo realizado por un equipo de investigadores de Concordia de los Departamentos de Biología y Física sugiere una nueva forma de combatir los tumores cancerosos que utiliza microburbujas guiadas por ultrasonido, una tecnología que ya se utiliza en imágenes médicas y se usa ampliamente en la administración de medicamentos.
Escribiendo en un diario Fronteras en inmunologíalos investigadores describen un proceso que utiliza ultrasonido para alterar el comportamiento de las células T que combaten el cáncer aumentando su permeabilidad celular. Examinaron cómo podría afectar la liberación de más de 90 tipos de citocinas, un tipo de molécula de señalización importante para las respuestas inmunitarias.
Los investigadores se dirigieron a células inmunes humanas recién aisladas con un haz de ultrasonido muy enfocado y microburbujas de un agente de contraste clínicamente aprobado. Cuando se les aplica ultrasonido, las burbujas vibran a una frecuencia extremadamente alta, actuando como un choque en las paredes de la membrana de las células T. Puede imitar la respuesta natural de una célula T a la presencia de un antígeno. Luego, la célula T comienza a secretar importantes moléculas de señalización que de otro modo estarían restringidas por el microambiente hostil del tumor. Este proceso no daña la célula en sí.
“Estamos utilizando ultrasonido y microburbujas para ayudar a modular la inmunología cerebral para combatir el cáncer en el campo emergente de la inmunoterapia contra el cáncer”, dice Brendan Helfeld, profesor asociado de biología y física, utilizando nuestras propias células inmunes. El autor supervisor del artículo.
Reactivando células
Este enfoque aborda directamente un desafío importante para la respuesta natural del cuerpo al cáncer: la capacidad del tumor para desactivar las células T tumorales mediante la producción de citoquinas y otras proteínas de interés una vez que se han infiltrado en el tumor.
“Las microburbujas pueden reactivar las células que han quedado atrapadas dentro del tumor”, dice la candidata a doctorado Anna Baez, autora principal del artículo. “Este proceso les ayudará a liberar proteínas que son necesarias para el crecimiento de células sanguíneas e inmunes adicionales, lo que crea un circuito de retroalimentación positiva”.
Se encontró que los cambios en la secreción de citoquinas dependían del tiempo. La cantidad de citoquinas aumentó entre 0,1 y 3,6 veces en comparación con las células no tratadas durante 48 horas. Además, los investigadores observaron que cuando los ultrasonidos hacían que las membranas celulares fueran más permeables, la cantidad de citocinas normalmente liberadas disminuía.
Aunque inicialmente se demostró sólo a través de experimentos de mesa, los autores esperan que el estudio profundice su comprensión de las diferentes vías que utilizan las sustancias químicas en el sistema inmunológico del cuerpo para combatir el cáncer. Al mismo tiempo, creen que esta línea de investigación mejorará y complementará los tratamientos y terapias celulares contra el cáncer actuales.
“Ya utilizamos microburbujas clínicamente como herramientas guiadas por imágenes”, dice Helfield, catedrático de investigación de nivel II de Canadá en biofísica molecular en salud humana. “En el futuro, podremos manipular el haz para pasar de la obtención de imágenes al tratamiento. Esto localizará el efecto en las células T, de modo que sólo se activen donde está el haz”.
“También podremos agregar al tratamiento medicamentos contra el cáncer dirigidos al tumor”, añade Báez. “La técnica es completamente no invasiva, por lo que siempre podemos repetirla”.
Devendra Singh, Stephanie Hay, Mehri Hajighai, Fatima Gholizada y Peter Darlington contribuyeron a este estudio.
Este trabajo fue apoyado por el Programa de Cátedras de Investigación de Canadá, la Sociedad de Investigación del Cáncer y los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (CIHR).
