Investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) han desarrollado linfocitos T sintéticos, que son facsímiles casi perfectos de células T humanas.
Las células T juegan un papel clave en el sistema inmune. Se activan cuando la infección ingresa al cuerpo y fluyen a través del torrente sanguíneo para llegar a las áreas infectadas. Debido a que deben pasar entre pequeños espacios y poros, las células T tienen la capacidad de deformarse hasta un cuarto de su tamaño normal. También pueden crecer hasta casi tres veces su tamaño original, lo que los ayuda a combatir o superar los antígenos que atacan el sistema inmunitario.
Hasta hace poco, los bioingenieros no habían sido capaces de imitar la naturaleza compleja de las células T humanas. Pero los investigadores de la UCLA pudieron replicar su forma, tamaño y flexibilidad, lo que les permitió realizar sus funciones básicas de orientación y localización de infecciones.
El equipo de investigación se encontraba compuesto por científicos de la Facultad de Odontología, la Escuela de Ingeniería Samueli y el Departamento de Química y Bioquímica, todos de la UCLA, y fue dirigido por la Dra. Alireza Moshaverinia, profesora asistente de prostodoncia en la escuela dental.
Los hallazgos se publicaron en la revista Advanced Materials.
“La compleja estructura de las células T y su naturaleza multifuncional han dificultado que los científicos las repliquen en el laboratorio”, dijo Moshaverinia. “Con este avance, podemos usar células T sintéticas para diseñar transportadores de fármacos más eficientes y comprender el comportamiento de las células inmunitarias”.
Las células T naturales son difíciles de usar en la investigación porque son muy delicadas y porque después de que se extraen de humanos y otros animales, tienden a sobrevivir solo unos pocos días.
“Fuimos capaces de crear una nueva clase de células T artificiales que son capaces de impulsar el sistema inmune de un huésped interactuando activamente con las células inmunes a través del contacto directo, la activación o la liberación de señales inflamatorias o reguladoras”, dijo Mohammad Mahdi Hasani-Sadrabadi, asistente científico del proyecto en UCLA Samueli. “Vemos los hallazgos de este estudio como otra herramienta para atacar las células cancerosas y otros carcinógenos”.
El equipo fabricó células T usando un sistema de microfluidos (el estudio de los microfluidos se enfoca en el comportamiento, control y manipulación de fluidos, en una escala submilimétrica). Combinaron dos soluciones diferentes: aceite mineral y un biopolímero de alginato, una sustancia similar a la goma hecha de polisacáridos y agua. Cuando los dos fluidos se combinan, crean micropartículas de alginato, que replican la forma y la estructura de las células T naturales. Luego, los científicos recogieron las micropartículas de un baño de iones de calcio, y ajustaron su elasticidad cambiando la concentración de iones de calcio en el baño.
Una vez que habían creado células T con las propiedades físicas adecuadas, los investigadores necesitaban ajustar los atributos biológicos de las células para darles los mismos rasgos que permiten que las células T naturales se activen para combatir infecciones, penetrar en el tejido humano y liberar mensajeros celulares para regular inflamación. Para hacer eso, recubrieron las células T con fosfolípidos, por lo que su exterior se asemejaría mucho a las membranas celulares humanas. Luego, utilizando un proceso químico llamado bioconjugación, los científicos vinculó las células T con los señalizadores CD4, las partículas que activan las células T naturales para atacar las infecciones o las células cancerosas.
Moshaverinia dijo que otros científicos podrían usar el mismo proceso para crear varios tipos de células artificiales para la investigación de enfermedades específicas o para ayudar a desarrollar tratamientos; en el futuro, el enfoque podría ayudar a los científicos a desarrollar una base de datos de una amplia gama de células sintéticas que imitan a las células humanas.
La capacidad de crear las células artificiales podría ser un paso clave hacia medicamentos más eficaces para tratar el cáncer y las enfermedades autoinmunes y podría conducir a una mejor comprensión del comportamiento de las células inmunes humanas. Tales células también podrían eventualmente usarse para estimular el sistema inmunológico de personas con cáncer o con deficiencias inmunes.