Nueva Esperanza en el Tratamiento del Cáncer de Próstata
La investigación revela que los enganchadores biespecíficos pueden mejorar las terapias para el cáncer de próstata.
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Tabla de contenidos
El cáncer de próstata (PCa) es una preocupación de salud importante y una de las principales causas de muerte en hombres. Responsable de una gran parte de los nuevos diagnósticos de cáncer y de muertes relacionadas con el cáncer, esto resalta la necesidad de mejores tratamientos y estrategias de manejo para el cáncer de próstata.
Un jugador clave en la investigación del cáncer de próstata es una proteína llamada Antígeno de Membrana Específico de Próstata (PSMA). El PSMA se encuentra en cantidades bajas en tejidos sanos, pero está presente en cantidades mucho más altas en las células de cáncer de próstata. Esto hace que el PSMA sea un buen objetivo tanto para la imagenología como para la terapia relacionada con el cáncer de próstata.
Enfoques de Inmunoterapia
Los avances recientes en el tratamiento del cáncer incluyen la inmunoterapia, que utiliza el sistema inmunológico del cuerpo para combatir el cáncer. Este método ha mostrado resultados prometedores para los cánceres de sangre y ahora se está probando para tumores sólidos, incluido el cáncer de próstata.
Un ejemplo de inmunoterapia es Sipuleucel-T, una vacuna que utiliza las propias células inmunitarias del paciente para atacar el cáncer de próstata. Fue aprobada para tratar el cáncer de próstata avanzado. Otros tratamientos, como las vacunas basadas en virus, buscan estimular una respuesta inmunitaria contra las células de cáncer de próstata. Otro enfoque busca bloquear señales que inhiben las células inmunitarias de matar las células cancerosas.
Los anticuerpos monoclonales, que son proteínas diseñadas específicamente, también se están estudiando por su capacidad para atacar el PSMA en el cáncer de próstata. Estos anticuerpos pueden matar directamente las células cancerosas o aumentar la respuesta inmunitaria para destruir tumores.
Engager Bispecífico de Monocitos
Los investigadores están desarrollando un nuevo tipo de tratamiento que combina el ataque a las células de cáncer de próstata y las células inmunitarias. Esto se hace utilizando lo que se conoce como un engager bispecífico de monocitos. Este engager se dirige al PSMA en las células de cáncer de próstata y a un receptor llamado receptor Fc gamma I (FcγRI) en las células inmunitarias.
La parte del engager que se dirige al PSMA se basa en un anticuerpo previamente desarrollado que se une específicamente al PSMA. La otra parte del engager dirige al receptor FcγRI en las células inmunitarias. Juntas, estas componentes permiten que el engager active las células inmunitarias para atacar las células cancerosas.
En experimentos, se demostró que el engager bispecífico podía activar eficazmente las células inmunitarias y matar las células de cáncer de próstata incluso en concentraciones muy bajas. Esto sugiere que tiene el potencial de ser una opción de tratamiento eficaz y eficiente para los pacientes.
Producción y Purificación de Engagers
Crear estos engagers bispecíficos implica varios pasos. Primero, se construye el material genético necesario para producir los engagers. Se hacen variantes del engager para probar su efectividad y propiedades. Estas variantes se expresan en células especiales conocidas como células insecto, que se utilizan para producir las proteínas.
Después de producir los engagers, se purifican de la cultura celular para asegurarse de que estén libres de impurezas. Los científicos utilizan diversas técnicas para confirmar que estos engagers son puros y funcionales.
Entendiendo la Funcionalidad de los Engagers
Se examina cuidadosamente la funcionalidad de los engagers bispecíficos. Un aspecto importante es qué tan bien se unen los engagers a sus proteínas objetivo en la superficie de las células cancerosas e inmunitarias. Los experimentos demostraron que los engagers podían unirse específicamente a los objetivos previstos, confirmando su efectividad.
Además de la unión, los investigadores también miden qué tan bien activan las células inmunitarias los engagers. Esto se hace analizando la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), que son moléculas que pueden matar células cancerosas. Se demostró que los engagers aumentan significativamente la producción de ROS cuando las células inmunitarias interactuaban con las células de cáncer de próstata.
Fagocitosis y Activación Inmunitaria
Otra función clave de los engagers es promover la fagocitosis, un proceso donde las células inmunitarias engullen y destruyen las células cancerosas. Cuando las células inmunitarias reconocen las células cancerosas marcadas por los engagers, inician la fagocitosis. En experimentos, se encontró que los engagers podían llevar eficazmente a las células inmunitarias a engullir las células de cáncer de próstata.
Esta capacidad de inducir la fagocitosis es crucial para combatir el cáncer. Significa que las células inmunitarias pueden matar activamente las células cancerosas en lugar de solo esperar a que el cáncer sea eliminado por otros medios.
Microambiente Tumoral y Macrófagos
El microambiente tumoral juega un papel significativo en cómo se desarrolla el cáncer y cómo responde al tratamiento. Las células inmunitarias, como los macrófagos, son abundantes en los tumores. Estas células pueden tener diferentes roles, ya sea promoviendo o suprimiendo el crecimiento tumoral.
El objetivo es cambiar el comportamiento de estos macrófagos para apoyar la eliminación del cáncer. Se están probando varias estrategias, incluidas moléculas pequeñas y células inmunitarias diseñadas, para mejorar los efectos anti-tumorales de los macrófagos. Los engagers bispecíficos desarrollados en esta investigación tienen como objetivo activar directamente los macrófagos para que ataquen las células de cáncer de próstata.
Comparando Nuevos Tratamientos
Los engagers bispecíficos se comparan con tratamientos tradicionales como los anticuerpos monoclonales. Aunque los anticuerpos de longitud completa pueden proporcionar una acción más prolongada en el cuerpo, los engagers bispecíficos son más pequeños y pueden penetrar en los tumores más eficazmente. Esto podría llevar a mejores resultados al atacar las células cancerosas sin el mismo nivel de efectos secundarios.
Sin embargo, es importante equilibrar las ventajas de tamaño y efectividad con las desventajas del tiempo de circulación en el cuerpo. El objetivo final es refinar y mejorar estos engagers para que puedan usarse con éxito en entornos clínicos.
Direcciones Futuras
La investigación muestra promesas para los engagers bispecíficos de monocitos en el tratamiento del cáncer de próstata y potencialmente otros cánceres también. Se necesita una mayor optimización para mejorar su rendimiento, incluidas pruebas en modelos vivos. Los resultados indican que estos engagers podrían ser clave en el desarrollo de nuevas Inmunoterapias.
En conclusión, el desarrollo de engagers bispecíficos proporciona una nueva vía para tratar el cáncer de próstata al activar el sistema inmunológico del cuerpo. Con más investigación y refinamiento, estos agentes podrían conducir a nuevos tratamientos efectivos para los pacientes que luchan contra el cáncer de próstata y otros tumores sólidos.
Título: Targeting prostate cancer by new bispecific monocyte engager directed to prostate-specific membrane antigen
Resumen: Prostate cancer (PCa) ranks as the second leading cause of cancer-related deaths among men in the United States. Prostate-specific membrane antigen (PSMA) represents a well-established biomarker of PCa and its levels correlate positively with the disease progression, culminating at the stage of metastatic castration-resistant prostate cancer. Due to its tissue-specific expression and cell surface localization, PSMA shows superior potential for precise imaging and therapy of PCa. Antibody-based immunotherapy targeting PSMA offers the promise of selectively engaging the host immune system with minimal off-target effects. Here we report on the design, expression, purification, and characterization of a bispecific engager, termed 5D3-CP33, that efficiently recruits macrophages to the vicinity of PSMA-positive cancer cells mediating PCa death. The engager was engineered by fusing the anti-PSMA 5D3 antibody fragment to a cyclic peptide 33 (CP33) selectively binding the Fc gamma receptor I (Fc{gamma}RI/CD64) on the surface of phagocytes. Functional parts of 5D3-CP33 engager revealed nanomolar affinity for PSMA and Fc{gamma}RI/CD64 with dissociation constants of KD = 3 nM and KD = 140 nM, respectively. At a concentration as low as 0.3 nM, the engager was found to trigger production of reactive oxygen species by U937 monocytic cells in the presence of PSMA-positive cells. Moreover, flow cytometry analysis demonstrated antibody-dependent cell-mediated phagocytosis of PSMA-positive cancer cells by U937 monocytes when exposed to 0.1 nM 5D3-CP33. Our findings illustrate that 5D3-CP33 effectively and specifically activates monocytes upon PSMA-positive target engagement, resulting in the elimination of tumor cells. The 5D3-CP33 engager can thus serve as a promising lead for the development of new immunotherapy tools for the efficient treatment of PCa.
Autores: Zora Novakova, G. Das, J. Ptacek, B. Havlinova, J. Nedvedova, C. Barinka
Última actualización: 2024-07-08 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.05.602163
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.05.602163.full.pdf
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