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Jan 30, 2024

La terapia con nanopartículas dirigida a células inmunitarias específicas parece prometedora para la sepsis

9 de junio de 2023 Este artículo

9 de junio de 2023

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por la Universidad Tecnológica de Eindhoven

Nanopartículas que consisten en una proteína de diseño que contrarresta una reacción exagerada del sistema inmunitario y, al mismo tiempo, lo estimula. Esta invención ofrece posibilidades para el tratamiento de la sepsis, una afección en la que el sistema inmunitario está gravemente desregulado.

Inmunólogos del Centro Médico de la Universidad de Radboud (Radboudumc) y bioingenieros de la Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU/e) han unido fuerzas para desarrollar y probar una nueva nanomedicina innovadora. Los resultados de su investigación acaban de publicarse en Nature Biomedical Engineering.

La sepsis es una afección potencialmente mortal en la que el sistema inmunitario se desregula debido a una infección por una bacteria, un hongo o un virus. Esta desregulación puede conducir a una respuesta inmune demasiado intensa conocida como hiperinflamación. Como resultado, los tejidos se dañan y los órganos fallan.

Simultáneamente, el sistema inmunológico también puede agotarse; tanto que se paraliza. Esto se llama parálisis inmune y, como resultado, el cuerpo no es resistente a una nueva infección.

Durante años, científicos de todo el mundo han estado buscando una terapia eficaz contra la sepsis. El medicamento detrás de tal terapia debe contrarrestar simultáneamente tanto la reacción exagerada como la parálisis del sistema inmunológico. Sin embargo, un riesgo significativo es que un posible fármaco contra esa reacción exagerada pueda conducir a la parálisis.

Los inmunólogos del centro Radboudumc descubrieron en una placa de Petri que contenía células inmunitarias que la citocina interleucina-4 impide la inflamación, al tiempo que induce inesperadamente una inmunidad entrenada. Esta característica paradójica se puede utilizar para tratar la sepsis, pero requiere que la interleucina-4 se dirija a las células inmunitarias del cuerpo humano. En el aspecto tecnológico, los investigadores de TU/e ​​tienen una amplia experiencia en el desarrollo de enfoques innovadores basados ​​en nanotecnología para combatir el cáncer, por ejemplo.

Con sus respectivas investigaciones en mente, los bioingenieros de TU/e ​​han diseñado un nuevo enfoque basado en la nanotecnología mediante el desarrollo de una proteína de fusión entre la interleucina-4 y una proteína que forma naturalmente nanopartículas con moléculas lipídicas.

Los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de nanomedicina, que consiste en pequeñas partículas de grasa construidas a partir de proteínas naturales que interactúan de manera muy específica con las células inmunitarias. En este caso, los bioingenieros desarrollaron una nueva proteína de fusión de interleucina-4 y otra proteína corporal que se integra en partículas de grasa. Como resultado, la interleucina-4 se entrega específicamente a las células inmunitarias, lo que inhibe la respuesta inflamatoria aguda y, al mismo tiempo, estimula el sistema inmunitario. Por lo tanto, el sistema inmunológico está equilibrado.

Mihai Netea, profesor de Medicina Interna Experimental en Radboudumc, dice: "Sabemos que la proteína interleucina-4 contrarresta una reacción exagerada del sistema inmunitario. Nos sorprendió que en un tubo de ensayo esta proteína también pudiera desencadenar inmunidad entrenada en ciertas células inmunitarias".

La inmunidad entrenada es la parte de nuestro sistema inmunológico innato que tiene una capacidad de aprendizaje y, por lo tanto, fortalece nuestro sistema inmunológico. Para lograrlo en humanos, TU/e ​​desarrolló una nueva nanomedicina basada en la interleucina-4. Y funcionó, indican los resultados. Tanto en muestras de sangre de pacientes con sepsis como en animales de laboratorio, las nanopartículas volvieron a encarrilar el sistema inmunitario.

Lo innovador del uso de esta nanotecnología es que los investigadores lograron dirigir la interleucina-4 a ciertas células inmunitarias. Willem Mulder, profesor de Medicina de Precisión en Radboudumc y TU/e, dice: "Hemos estado desarrollando nuevas proteínas mediante la fusión de proteínas corporales durante algún tiempo. Hicimos lo mismo con la interleucina-4. Hicimos nanopartículas de ella. Al inyectar estas nanopartículas en el torrente sanguíneo, la interleucina-4 se entrega a las células diana".

Los investigadores subrayan que la terapia aún no se ha probado en pacientes. Se necesita investigación de seguimiento para esto. Sin embargo, el método es una forma muy innovadora de inmunoterapia, que ofrece nuevas posibilidades en el tratamiento de la sepsis, una enfermedad que mata a unas 3.500 personas al año solo en los Países Bajos.

Para acercar las nuevas tecnologías al paciente, Mulder y Netea han unido fuerzas con desarrolladores de fármacos e inversores en biotecnología para fundar la incubadora de biotecnología BioTrip. "No queremos que esta emocionante tecnología termine con nuestra hermosa publicación, lo que a menudo ocurre en el ámbito académico. A través de BioTrip, tenemos un camino para la traducción clínica. Con suerte, nuestro trabajo y esfuerzos conjuntos finalmente conducirán a una terapia que puede ayudar a disminuir las altas tasas de mortalidad y morbilidad en la sepsis", añade el profesor Maarten Merkx, coautor y decano del Departamento de Ingeniería Biomédica de TU/e.

Más información: David P. Schrijver et al. Resolución de la inmunoparálisis inducida por sepsis a través de la inmunidad entrenada al dirigir la interleucina-4 a las células mieloides, Nature Biomedical Engineering (2023). DOI: 10.1038/s41551-023-01050-0

Información del diario:Naturaleza Ingeniería Biomédica

Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Eindhoven