Impresión 3D de hidrogeles para el crecimiento de células T utilizadas en la inmunoterapia contra el cáncer

Los nuevos hidrogeles 3D proporcionan altas tasas de proliferación celular, ya que imitan los ganglios linfáticos, donde las células T se reproducen in vivo. Un nuevo proyecto, liderado por investigadores del ICMAB y el IBEC, y con la colaboración del VHIO y la UIC, quiere transferir esta tecnología a los hospitales.

La inmunoterapia contra el cáncer se basa en utilizar y reforzar el sistema inmunitario de los pacientes, para que reconozca y combata las células tumorales, sin dañar los tejidos sanos.

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Prototipo inicial de andamio de hidrogel fabricado con una impresora 3D / ICMAB-CSIC, IBEC.

Uno de los tratamientos posibles, la llamada terapia celular adoptiva, puede parecer más lento que los procedimientos estándares de cirugía, radiación y quimioterapia contra el cáncer, pero en principio tiene efectos más duraderos y más eficientes para combatir el cáncer.

Las células T (o linfocitos T) son las células del sistema inmunitario que tienen la capacidad de destruir las células cancerosas. La terapia celular adoptiva consiste en extraer estas células T de los pacientes, modificarlas para que sean más activas, hacer muchas copias de ellas para tenerlas en grandes cantidades para el tratamiento, y volverlas a inyectar a los pacientes.

La aplicación de esta terapia está limitada por los medios de cultivo celulares actuales, ya que no son suficientemente efectivos para la proliferación y crecimiento de una cantidad relevante de células T terapéuticas en un breve periodo de tiempo y de una manera económicamente viable, ya que las células T no son fáciles de fabricar, manipular y controlar.

Los hidrogeles 3D diseñados por las investigadoras Judith Guasch, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y por Elisabeth Engel, del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y catedrática de la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC), proporcionan mayores tasas de proliferación celular y capacidad para afinar el tipo de células obtenidas, ya que son capaces de imitar los órganos donde las células T se reproducen in vivo, los ganglios linfáticos.

Estos hidrogeles 3D están hechos de polietilenglicol (PEG), un polímero biocompatible usado ampliamente en biomedicina, y heparina, un conocido agente anticoagulante. En este caso, el PEG proporciona la estructura y las propiedades mecánicas necesarias, mientras que la heparina se utiliza para anclar la citoquina CCL21, una proteína presente en los ganglios linfáticos y que tiene un papel principal en la migración y proliferación celular.

Esta tecnología ha sido recientemente patentada en la Oficina de Patentes Europea (“A synthetic hydrogel and its use for Immunotherapy and 3D-Printing”) y publicada en la revista científica Biomaterials.

Para continuar el estudio y favorecer la transferencia de esta tecnología en el mercado, las dos investigadoras han conseguido recientemente un proyecto de la “Convocatoria de Proyectos de Transferencia y Valorización del CIBER-BBN 2020”. Es una convocatoria dirigida a la realización de proyectos para grupos CIBER-BBN con el interés y el apoyo de empresas. El objetivo es fomentar la transferencia al sector industrial de resultados científicos o tecnológicos y apoyar en temas de comercialización.

Esquema de la terapia celular adoptiva: extracción de células, expansión y diferenciación, e inyección de las células a los pacientes / Biomaterials (259, 120313, 2020)

El proyecto se titula “Lympha node-inspired 3D printed hydrogels for adoptive cell therapy (Gels4ACT)”, y está liderado por la Judith Guasch, del ICMAB y Elisabeth Engel, del IBEC, y cuenta con la colaboración de Joaquín Arribas, del Vall d’Hebron Institute of Oncology (VHIO) y de Miguel A. Mateos, de la Universidad Internacional de Cataluña (UIC).

El objetivo del proyecto es imprimir hidrogeles 3D de gran tamaño compatibles con biorreactores clínicos, con el fin de expandir las células T de una manera más eficiente. El proyecto pretende desarrollar el prototipo de laboratorio y hacer los primeros experimentos para la validación en fase clínica.

El proyecto busca colaboradores industriales, sobre todo empresas biomédicas y farmacéuticas, e inversores interesados ​​en crear una spin off para transferir esta innovadora tecnología en el mercado, para que esté disponible en los hospitales en breve.