Inmunoterapia contra el cáncer: cómo actúan los anticuerpos terapéuticos
Un nuevo método microscópico de superresolución
Una nueva mirada a las células cancerosas: Gracias a un innovador método de microscopía de superresolución, investigadores de la Universidad de Würzburg han observado por primera vez con resolución molecular en 3D cómo los anticuerpos terapéuticos atacan y alteran los linfocitos B, induciendo así su destrucción. La revista "Science" presenta el nuevo tipo de visualización molecular en 3D de las interacciones anticuerpo-célula. La visualización de la interacción molecular entre el anticuerpo y la célula tumoral abre nuevas vías para mejorar las inmunoterapias contra el cáncer.
Modo de acción del nuevo método de microscopía LLS-TDI-DNA-PAINT. Arriba a la derecha, se visualizó el anticuerpo RTX en una célula Raij-B: es fácil ver cómo une las moléculas CD20 en la membrana. Abajo a la derecha: aspecto en forma de erizo de una célula B Raji viva tras la unión del anticuerpo. La proteína de superficie CD45, que está distribuida homogéneamente en la superficie celular, también está marcada en verde.
Arindam Ghosh / Universität Würzburg
En cánceres de la sangre como la leucemia linfocítica crónica, los linfocitos B del sistema inmunitario se multiplican sin control. Una forma de terapia consiste en marcar la proteína CD20 de la superficie de los linfocitos B con anticuerpos personalizados. Esto desencadena una cadena de reacciones inmunológicas y, en última instancia, conduce a la destrucción de las células cancerosas.
Este tipo de anticuerpos inmunoterapéuticos se utilizan contra las enfermedades tumorales desde hace 30 años. Aunque es crucial para el éxito de la terapia, aún conocemos muy pocos detalles sobre cómo se unen los anticuerpos a CD20 y cómo se producen las reacciones posteriores", afirma el profesor Markus Sauer, del Biocentro de la Universidad Julius Maximilian de Würzburg (Baviera, Alemania).
Rastrear la eficacia de los anticuerpos
Ahora es probable que esto cambie: Un equipo dirigido por el biofísico de la JMU ha desarrollado un nuevo método microscópico de superresolución. Gracias a él, es posible investigar por primera vez las interacciones de anticuerpos terapéuticos con moléculas diana en células tumorales en 3D con resolución molecular.
Ahora podemos observar la eficacia de los anticuerpos y contribuir así al desarrollo de terapias mejoradas", afirma Markus Sauer.
El nuevo método microscópico se denomina LLS-TDI-DNA-PAINT. En la revista científica Science, el Dr. Arindam Ghosh, primer autor, y un equipo de la cátedra de Markus Sauer describen cómo funciona la tecnología recién desarrollada y qué hallazgos se han obtenido ya con ella. En el estudio también participaron el Dr. Thomas Nerreter y el profesor Martin Kortüm, de la Clínica Médica II del Hospital Universitario de Würzburg.
Las células B adoptan la forma de un erizo
Los investigadores de Würzburg realizaron sus estudios con células B Raji fijadas y vivas utilizando el nuevo método de microscopía. Esta línea celular procede del linfoma de Burkitt de un paciente y suele utilizarse en la investigación del cáncer. Los investigadores pusieron las células en contacto con uno de los cuatro anticuerpos terapéuticos RTX, OFA, OBZ y 2H7.
Los cuatro anticuerpos reticulan las moléculas CD20 de la membrana celular, lo que provoca fuertes acumulaciones localizadas de los anticuerpos. Esto activa el denominado sistema del complemento e inicia la destrucción de las células por el sistema inmunitario. En contraste con la clasificación actual de los anticuerpos terapéuticos, los resultados muestran que la concatenación de las moléculas CD20 se produce independientemente de que los anticuerpos pertenezcan al tipo I o II.
Los experimentos también demuestran que los cuatro anticuerpos reticulan moléculas CD20 que están situadas en lugares específicos de la membrana: en protuberancias de la membrana de micrómetros de longitud denominadas "microvellosidades". Al mismo tiempo, la unión de los anticuerpos terapéuticos polariza el linfocito B y las microvellosidades extendidas se estabilizan. Como resultado, los linfocitos B adoptan una especie de forma de erizo, ya que las protuberancias de la membrana sólo se encuentran en un lado de la célula.
Próximos pasos en la investigación
¿Cuál es el siguiente paso? La anterior clasificación de los anticuerpos terapéuticos en tipos I y II ya no puede mantenerse", afirma el Dr. Arindam Ghosh. Hasta ahora, la investigación partía de la base de que los anticuerpos terapéuticos de tipo I tienen un mecanismo de acción distinto al de los de tipo II. Sin embargo, los estudios de Würzburg lo desmienten.
La forma de erizo hace que las células B parezcan querer formar una sinapsis inmunológica con otra célula", afirma el investigador de la JMU. Es concebible que las células B tratadas activen de este modo los macrófagos y las células asesinas naturales del sistema inmunitario. El equipo de investigación aclarará ahora si esta suposición es correcta en estudios posteriores.
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