Terapia com células CAR-T "armadas" mostra-se promissora contra tumores sólidos

Células¹ imunológicas geneticamente modificadas para matar células¹ cancerígenas, conhecidas como células¹ CAR-T, transformaram o tratamento de cânceres sanguíneos, como a leucemia², mas se mostraram amplamente ineficazes contra tumores sólidos.

Agora, porém, células¹ CAR-T “armadas” erradicaram grandes tumores sólidos de próstata³ em camundongos, aumentando as esperanças de que essa abordagem funcione contra todos os tipos de câncer⁴ em humanos. As descobertas foram publicadas na revista Nature Biomedical Engineering.

“Os tumores desapareceram, completamente”, afirma Jun Ishihara, do Imperial College London. Segundo ele, esta é a primeira vez que tais resultados são alcançados em um estudo com animais.

Nosso sistema imunológico⁵ elimina muitos tipos de câncer⁴ antes que se tornem um problema. Proteínas⁶ mutantes na superfície das células¹ cancerígenas são reconhecidas como estranhas, e células¹ imunológicas conhecidas como células¹ T são enviadas para eliminá-las. Essas células¹ localizam as células¹ cancerosas pelo tato, identificando-as por meio de proteínas⁶ receptoras em sua superfície que, assim como os anticorpos⁷, se ligam às proteínas⁶ mutantes.

Infelizmente, nem todos os tipos de câncer⁴ provocam uma resposta imune, mas os biólogos perceberam na década de 1980 que seria possível modificar geneticamente as células¹ T para atacá-los. Isso é feito adicionando um gene para uma proteína receptora artificial conhecida como receptor de antígeno⁸ quimérico, ou chimeric antigen receptor em inglês – daí o nome CAR-T.

As células¹ CAR-T podem ter efeitos colaterais⁹ graves e não funcionam para todos, mas curaram com sucesso cânceres no sangue¹⁰ em algumas pessoas e estão sendo continuamente aprimoradas. Em particular, o advento da edição genética CRISPR tornou muito mais fácil fazer modificações adicionais nas células¹ CAR-T, tornando-as mais eficazes.

Mas, apesar de todas essas melhorias, as células¹ CAR-T falharam contra a grande maioria dos cânceres que formam tumores sólidos. Existem dois problemas principais. Primeiro, as células¹ em tumores sólidos são tipicamente bastante diversas e nem todas possuem a mesma proteína mutante em sua superfície. Em segundo lugar, os tumores sólidos são eficazes em frustrar ataques imunológicos, por exemplo, produzindo sinais¹¹ que dizem “não me ataque”.

Assim, pesquisadores tentaram usar células¹ CAR-T como armas, fazendo-as produzir proteínas⁶ imunoestimuladoras potentes, como a interleucina 12. Mas essas terapias se mostraram muito potentes, tornando a resposta imune tão forte que danifica muitos tecidos saudáveis.

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Agora, Ishihara e seus colegas descobriram uma maneira de direcionar a interleucina 12 apenas aos tumores. Primeiro, eles fundiram a interleucina com parte de uma proteína que se liga ao colágeno¹². A proteína de ligação ao colágeno¹² normalmente busca o colágeno¹² exposto em vasos sanguíneos¹³ lesionados para auxiliar na cicatrização, mas acontece que os tumores são semelhantes a feridas por terem colágeno¹² exposto, diz Ishihara. “Os tumores têm muito colágeno¹². Eles são rígidos e sólidos por causa do colágeno¹².”

Em seguida, a equipe modificou as células¹ CAR-T para que a proteína fundida fosse produzida depois que essas células¹ T se ligassem a uma proteína mutante encontrada em alguns cânceres de próstata³. Uma vez liberada, a proteína fundida deve se ligar ao colágeno¹² dentro dos tumores e permanecer localizada, com a parte da interleucina-12 efetivamente gritando: “Ataque! Ataque!”

Em testes, o tratamento erradicou completamente grandes tumores de próstata³ em quatro de cinco camundongos. Quando os camundongos foram posteriormente reinjetados com células¹ cancerosas, eles não desenvolveram tumores, mostrando que as células¹ CAR-T haviam provocado uma resposta imune eficaz.

Os camundongos também não precisaram de nenhum tipo de pré-condicionamento. Normalmente, a quimioterapia¹⁴ é usada para eliminar algumas das células¹ imunes existentes de uma pessoa antes da terapia com células¹ CAR-T para “abrir espaço” para as células¹ adicionadas. Isso pode ter efeitos colaterais⁹, como afetar a fertilidade. “Ficamos realmente surpresos por não precisarmos de quimioterapia”, diz Ishihara. Sua equipe espera iniciar ensaios clínicos¹⁵ em humanos dentro de dois anos.

“Eu realmente acho que esta é uma abordagem promissora que deve ser testada clinicamente”, diz Steven Albelda, da Universidade da Pensilvânia, na Filadélfia, EUA. Albelda afirma que vários outros grupos também estão trabalhando em maneiras de direcionar a interleucina 12 aos tumores, e alguns também obtiveram resultados promissores.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem como células¹ CAR-T STEAP1 armadas com IL-12 e com capacidade de ligação ao colágeno¹² reduzem a toxicidade¹⁶ e tratam o câncer⁴ de próstata³ em modelos de camundongos.

Eles relatam que microambientes imunossupressores, a falta de infiltração imune e a heterogeneidade antigênica representam desafios para as terapias com células¹ T com receptor de antígeno⁸ quimérico (CAR-T) aplicadas a tumores sólidos. Anteriormente, as células¹ CAR-T eram armadas com moléculas imunoestimulatórias, como a interleucina 12 (IL-12), para superar esse problema, mas apresentavam alta toxicidade¹⁶.

Neste estudo, mostrou-se que a IL-12 fusionada ao domínio de ligação ao colágeno¹² (CBD-IL-12), secretada por células¹ CAR-T para atingir o antígeno⁸ epitelial humano de seis domínios transmembrana da próstata³ 1 (STEAP1), é retida em tumores de próstata³ murinos. Isso leva a altos níveis intratumorais de interferon-γ, sem hepatotoxicidade¹⁷ e infiltração de células¹ T em órgãos não-alvo, em comparação com a IL-12 não modificada.

Tanto o sistema imune¹⁸ inato quanto o adaptativo são ativados e reconhecem diversos antígenos¹⁹ tumorais após o tratamento com células¹ CAR-T armadas com CBD-IL-12. A combinação de células¹ CAR-T armadas com CBD-IL-12 e inibidores de checkpoint imunológico erradicou tumores de grande porte em um modelo murino estabelecido de câncer⁴ de próstata³.

Além disso, células¹ CAR-T humanas armadas com CBD-IL-12 demonstraram potente eficácia antitumoral em um xenoenxerto da linha celular 22Rv1, reduzindo os níveis circulantes de IL-12 em comparação com células¹ CAR-T armadas com IL-12 não modificadas.

A fusão do domínio de ligação ao colágeno¹² a cargas úteis potentes para terapia CAR-T pode remover obstáculos à sua translação clínica para a eliminação de tumores sólidos.