A terapia com células CAR-T transformou o tratamento de muitos cânceres no sangue desde que foi aprovada pela Food and Drug Administration em 2017 para o tratamento da leucemia linfoblástica aguda.

Mas a terapia com receptor de antígeno quimérico – na qual as células T do próprio paciente, um tipo de célula imune, são removidas, geneticamente modificadas e devolvidas ao paciente – é onerosa e cara. Exige uma série de etapas demoradas e trabalhosas ao longo de duas a três semanas, e um tratamento custa centenas de milhares de dólares. Os pacientes também precisam se submeter a um procedimento para reduzir o número de células T restantes, o que ajuda as células T alteradas a se expandirem após serem reintroduzidas no corpo, mas expõe os pacientes ao risco de infecção.

Agora, um novo estudo liderado por pesquisadores da Stanford Medicine mostrou que é possível gerar células CAR-T em camundongos de laboratório com a mesma técnica usada para vacinas baseadas em mRNA. E, ao incluir dois conjuntos de instruções para a produção de proteínas – um que codifica uma proteína que se liga às células tumorais e outro que permite aos pesquisadores rastrear a localização das células modificadas no corpo – eles podem avaliar o impacto da terapia em tempo real.

Ao contrário do tratamento padrão com CAR-T, as mensagens de mRNA podem ser entregues múltiplas vezes em sucessão, aumentando sua duração e potencializando seus efeitos curativos. Em 75% dos camundongos com linfoma de células B tratados com as mensagens de mRNA, os tumores foram erradicados após várias doses. Fundamentalmente, a abordagem também não requer um pré-tratamento para esgotar as células imunes existentes.

“Não observamos nenhuma toxicidade, mesmo com um número relativamente grande de injeções”, disse a professora de radiologia Katherine Ferrara , PhD. “Teoricamente, a aplicação poderia ser repetida várias vezes para potencializar o efeito de eliminação do câncer. A toxicidade do tratamento atual com células CAR-T é significativa, e pode ser difícil alcançar a cura com uma única infusão.”

Ferrara, chefe do Programa de Imagem Molecular da Faculdade de Medicina de Stanford, é o autor sênior do estudo , publicado em 10 de junho na revista Proceedings of the National Academy of Sciences . A pós-doutoranda Nisi Zhang , PhD, é a autora principal da pesquisa. Os pesquisadores colaboraram com Ronald Levy, MD, professor de oncologia e professor da cátedra Robert K. e Helen K. Summy, no desenvolvimento das mensagens de mRNA e no estabelecimento de modelos tumorais para estudos com células e animais.

“A geração de células CAR-T dentro do corpo, em vez de produzir células personalizadas do paciente fora do corpo, tornará a terapia com células CAR-T mais segura e disponível para um número maior de pacientes”, disse Levy.

As células CAR-T são produzidas em laboratório por meio de alterações nas instruções genéticas de células imunes chamadas células T, que são removidas de um paciente. Em particular, as células T são ajustadas para reconhecer e se ligar a uma proteína chamada CD19, abundante em outras células imunes chamadas células B. Muitos cânceres de células sanguíneas, incluindo alguns tipos de linfomas e leucemias, se desenvolvem devido ao crescimento descontrolado de células B.

Zhang e Ferrara usaram pequenas bolhas lipossolúveis chamadas nanopartículas lipídicas para encapsular moléculas de mRNA que codificam uma proteína receptora que se liga ao CD19, bem como uma versão modificada de outra proteína altamente expressa em células de câncer de próstata, mas rara em outros tecidos. Essa segunda proteína permite que os pesquisadores rastreiem a geração e o movimento das células receptoras de forma não invasiva, usando uma técnica comum de imagem médica chamada tomografia por emissão de pósitrons, ou PET.

Por fim, eles projetaram a superfície das nanopartículas para incluir um anticorpo que se liga a uma proteína chamada CD5, encontrada principalmente nas células T. Assim que a nanopartícula se fixa à célula T, ela é englobada, a bolha lipídica se desintegra e as moléculas de mRNA são liberadas no interior da célula para serem transformadas em proteínas. (Em contraste, as vacinas de mRNA não são direcionadas e são absorvidas de forma não específica pelas células musculares e imunológicas próximas ao local da injeção.)

Quando Zhang adicionou as nanopartículas contendo mRNA a células T de camundongo cultivadas em uma placa de laboratório, ela descobriu que 11% das células T começaram a produzir o receptor CD-19 em 24 horas. Além disso, essas células T recém-modificadas procuraram e mataram células B.

Quando Zhang injetou as nanopartículas em camundongos com um tipo de linfoma de células B, ela conseguiu rastrear a geração das células CAR-T nos animais — ou "in situ" — e ver que elas viajavam até o local dos tumores dos animais.

O método in situ gerou cerca de 3 milhões de células CAR-T por animal, número semelhante ao número de células infundidas em pacientes submetidos à terapia CAR-T convencional.

Mais importante ainda, as células CAR-T recém-geradas foram eficazes na eliminação do câncer; seis dos oito camundongos com linfoma estavam livres do tumor 60 dias após o início do tratamento, e o crescimento do tumor nos dois restantes foi controlado.

Embora a geração de células CAR-T in situ ainda não tenha sido tentada em humanos, ela se mostrou segura e eficaz em camundongos.

“Não detectamos nenhum sinal de toxicidade ou outros problemas de segurança, mesmo após até 18 doses”, disse Zhang. “E observamos uma sobrevida livre de tumor de 75% dos camundongos ao final do estudo.”

Zhang e Ferrara esperam que a geração de células CAR-T in situ torne o tratamento mais rápido, menos dispendioso, melhor tolerado e mais eficiente do que a abordagem atual. E rastrear as células no corpo dos pacientes é fundamental para avaliar se e quão bem o tratamento está funcionando.

“Essas ferramentas de imagem podem realmente ajudar a avaliar o que exatamente está acontecendo nos pacientes em tempo real”, disse Zhang. “Com nosso protocolo de imagem, podemos avaliar a eficiência da produção de células CAR-T, bem como se elas estão respondendo e se infiltrando nos tumores.”

Eles também estão estudando se a abordagem in situ aumentaria a eficácia da terapia com células CAR-T para tumores sólidos — uma meta que tem escapado aos pesquisadores desde o início do tratamento.

“A combinação de segurança e eficácia que observamos nos camundongos é impressionante”, disse Ferrara. “Além disso, essa técnica de imagem poderia ser facilmente aplicada a humanos e nos permitiria rastrear efeitos não desejados – digamos, se as células estivessem se voltando não apenas para o câncer, mas para órgãos ou tecidos saudáveis – e mudar rapidamente a dose ou a abordagem.”