Una nueva forma de atacar con precisión las células con problemas para matarlas utilizando luz podría abrir nuevos conocimientos y tratamientos para el cáncer y las enfermedades inflamatorias, informan investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.
La muerte celular inflamatoria, conocida como necroptosis, es una importante herramienta reguladora del arsenal del cuerpo contra las enfermedades. Sin embargo, en algunas enfermedades, el proceso puede verse afectado; Por ejemplo, las células cancerosas pueden suprimir las señales inflamatorias y así evitar la muerte.
“Por lo general, los tratamientos contra el cáncer utilizan la inducción farmacológica para matar las células, pero estas sustancias químicas se difunden en los tejidos y son difíciles de atacar. Se producen muchos efectos secundarios no deseados”, dijo el líder del estudio, Kai Zhang, uno de sus profesores. Bioquímica en la U. de I. “Podemos hacer que las células respondan a la luz y podemos enfocar un haz de luz para que sea más pequeño que una célula. De esa manera podemos usar la luz para apuntar a una célula con mucha precisión y activar el camino de la muerte”.
Los investigadores utilizan un método llamado optogenética para hacer que las células respondan a la luz. Tomaron prestado un gen activado por la luz de las plantas y lo insertaron en cultivos de células intestinales, uniéndolo al gen de RIPK3, una proteína que regula la necroptosis.
“Cuando se activa, RIPK3 sufre oligomerización: forma grupos de complejos proteicos. Nuestras proteínas sensibles a la luz se agregan cuando se exponen a la luz azul. Por lo tanto, las proteínas sensibles a la luz se activan para agregarse. Al hacerlo, RIPK3 se agrega y oligomeriza, y así es como imitamos la vía de activación”, dijo el estudiante graduado Taek Jung-Oh, primer autor del artículo publicado en Revista de biología molecular.
Sin embargo, matar células no es el único objetivo. Inducir la vía de muerte celular inflamatoria, en lugar de matar la célula directamente mecánica o químicamente, desencadena la respuesta del sistema inmunológico. Las células rotas liberan sustancias químicas llamadas citocinas que irritan las células cercanas y atraen a las células T, glóbulos blancos que son importantes en la forma en que el sistema inmunológico reconoce y ataca las amenazas, dijo Zhang.
“Ciertos tipos de células cancerosas crean un ambiente inmunológico local, donde las células T no son reclutadas o, si lo son, no lo reconocen como una amenaza y no pueden invadir el área cancerosa. Pero la necroptosis, al desbloquear algunas de las células cancerosas, Esperamos cambiar este entorno inmunosupresor y ayudar a entrenar a las células T para que reconozcan y ataquen el cáncer”, dijo Zhang, miembro del Centro Oncológico de Illinois.
Debido a que los sistemas optogenéticos requieren la entrega directa de luz a los tejidos, las aplicaciones clínicas humanas en tejidos profundos de la piel son actualmente limitadas. Sin embargo, el grupo de Illinois planea aplicar su sistema a ratones para estudiar más a fondo la necroptosis y las respuestas inmunes en el cáncer y otras enfermedades inflamatorias. También investigarán más a fondo el potencial de la plataforma in vitro para entrenar células T para inmunoterapia.
“Comprender la vía de señalización celular para la necroptosis es particularmente importante porque se sabe que está involucrada en enfermedades como las enfermedades neurodegenerativas y la enfermedad inflamatoria intestinal. Es importante comprender cómo progresa la necroptosis en estas enfermedades”. mecanismos moleculares, realmente no se sabe a qué apuntar para frenar la progresión”, dijo Oh.
Este trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y el Instituto Nacional de Salud Mental de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y el Centro de Cáncer de Illinois. Zhang también está afiliado al Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas en Illinois.
Los Institutos Nacionales de Salud apoyaron este trabajo mediante subvenciones R01GM132438 y R01MH124827.
