El sistema inmunológico del cuerpo humano es como un vasto equipo de agentes especiales. Ciertas células llamadas células T se especializan individualmente en reconocer a un intruso en particular, como el virus de la influenza o la salmonela.
por Lori Dajose, Instituto de Tecnología de California
Determinar el objetivo de una célula T determinada es un paso fundamental en el diseño de tratamientos personalizados para el cáncer y el desarrollo de vacunas. Ahora, un equipo de científicos de Caltech ha desarrollado dos nuevos métodos para determinar rápidamente los objetivos de las células T.
El trabajo se realizó en el laboratorio de David Baltimore, profesor de Biología Robert Andrews Millikan y presidente emérito. Dos artículos que describen la investigación aparecen en la edición del 28 de enero de la revista Nature Methods .
Una célula que está infectada con un patógeno, por ejemplo, un virus de la influenza, mostrará fragmentos del material genético del invasor en la superficie celular , como si agitara una bandera roja para indicar lo que está sucediendo dentro de la célula. Estas «banderas», llamadas antígenos, se presentan en proteínas en la superficie celular, llamadas MHC (complejos principales de histocompatibilidad). Cada célula T está especializada para reconocer un antígeno diferente. Cuando una célula T encuentra una célula que muestra su antígeno diana en un complejo MHC, la célula T se unirá a ella y la destruirá.
Hay de 1 millón a 5 millones de células T únicas en promedio en un ser humano que se dirigen a innumerables patógenos diferentes. Aunque los científicos pueden caracterizar la función y la composición molecular del receptor de una célula T, es difícil determinar qué diana reconoce específicamente un receptor determinado. De hecho, se conocen menos de 1000 pares de células T y antígeno.
Ahora, dirigidos por los académicos postdoctorales Alok Joglekar y Guideng Li, los investigadores del laboratorio de Baltimore han desarrollado dos nuevos métodos para determinar los objetivos de las células T.
En el primer método, los científicos unieron proteínas, llamadas dominios de señalización, a los MHC. El nuevo complejo, llamado receptor bifuncional de señalización y presentador de antígenos, o SABR, está diseñado para enviar una señal a la célula para que brille de color verde brillante una vez que ha sido unida por una célula T correspondiente. Luego, un investigador podría tomar miles de antígenos diferentes, cada uno presentado por un SABR, y combinarlos con una célula T en particular. Solo las células que presentan el antígeno correcto deben brillar en verde, lo que permite a los investigadores pescar el antígeno correcto: el objetivo de la célula T.
El segundo método aprovecha un fenómeno natural llamado trogocitosis. Esto ocurre cuando una célula T y su célula diana se unen e intercambian proteínas que están unidas a sus superficies. Aunque los investigadores aún no han determinado por qué ocurre la trogocitosis, el laboratorio de Baltimore decidió utilizar el fenómeno para indicar los objetivos de las células T. Para hacer esto, los investigadores crearon un conjunto de células presentadoras de antígenos, cada una de las cuales mostraba un antígeno único, y luego las expusieron a células T con un receptor de interés. Solo las células que presentaban el antígeno correcto adquirieron marcadores de la célula T a través de la trogocitosis. Posteriormente, el antígeno correspondiente a la célula T podría identificarse mediante el marcador en su superficie.
Comprender los pares antígeno-células T es fundamental para desarrollar vacunas contra el cáncer y también para diseñar tratamientos personalizados para el cáncer, ya que los antígenos también pueden ser firmas del cáncer. No hay dos cánceres iguales y, debido a que las células cancerosas crecen tan rápido, también mutan rápidamente. Entonces, idealmente, un científico podría tomar una muestra de los tumores de una persona, aislar las células T de ellos y usar uno de estos métodos para descubrir los antígenos que son el objetivo de las células T. Una vez que se identifican estos objetivos, las células T pueden usarse para aumentar el propio sistema inmunológico del paciente de varias maneras para ayudarlo a combatir mejor el cáncer de la persona.
Un artículo que describe el método SABR se titula «Descubrimiento de antígenos de células T vía señalización y receptores bifuncionales presentadores de antígenos». El investigador posdoctoral Alok Joglekar es el primer autor del estudio. Además de Joglekar y Baltimore, los coautores son los técnicos de investigación de Caltech Michael Leonard y Margaret Swift; el ex técnico de investigación de Caltech, John Jeppson; el erudito postdoctoral Guideng Li; la ex licenciada de Caltech y actual técnica de investigación Stephanie Wong (BS ’16); el ex becario postdoctoral de Caltech Songming Peng ahora de PACT Pharma; Jesse Zaretsky de UCLA; James Heath, ex profesor de Caltech ahora en el Instituto de Biología de Sistemas en Seattle; Antoni Ribas de UCLA; y el ex becario postdoctoral Michael Bethune.
El artículo que describe el método de la trogocitosis se titula «Descubrimiento de antígenos de células T a través de la trogocitosis».
