El modelo de computadora simplifica la identificación de células inmunes para el tratamiento del cáncer de pulmón

Investigadores del Centro de Cáncer Johns Hopkins Kimmel y el Instituto Bloomberg-Kimmel para la inmunoterapia contra el cáncer han desarrollado un modelo de computadora para ayudar a los científicos a identificar células inmunes que luchan por tumores en pacientes con cáncer de pulmón tratados con inhibidores de punto de control inmunitario.

En su estudio publicado el 3 de febrero en Comunicaciones de la naturalezaEl equipo, incluido el primer autor Zhen Zeng, Ph.D., un asociado de investigación bioinformática en el Centro de Cáncer Kimmel, demostró que su modelo de computadora «Manascore» de tres genes puede identificar las inmunes de células inmunes dirigidas por las terapias de inhibidores de punto de control inmune. También ayudó al equipo a identificar las diferencias asociadas con la respuesta al paciente a la inmunoterapia.

«Hemos desarrollado una forma de identificar las células directamente dirigidas por los inhibidores del punto de control inmune, y si podemos identificarlas, podemos estudiarlas», dice la autora principal del estudio, Kellie Smith, Ph.D., profesora asociada de oncología en Johns Hopkins. «Si podemos estudiarlos, eso significa que podemos identificar mejores biomarcadores y mejores objetivos para la inmunoterapia combinada».

Los inhibidores del punto de control inmunitario como los inhibidores de PD-1 están disponibles para tratar docenas de tipos de cáncer. Estas terapias revolucionarias funcionan desatando las células inmunes que matan el tumor, llamadas células T, que son apagadas por la proteína PD-1.

Los inhibidores de PD-1 vuelven a las células T del paciente, lo que permite que los sistemas inmunes de los pacientes combaten el cáncer de manera más efectiva. Pero no todos los pacientes responden a estas terapias, y los científicos necesitan saber por qué para desarrollar terapias mejoradas que ayuden a los no respondedores.

«Las células T activas tumorales son muy importantes para la respuesta de un paciente a la terapia, pero son difíciles de encontrar», dice Zeng.

Smith ayudó a desarrollar la tecnología ManaFest (expansión funcional del neoantígeno asociado a la mutación de células T específicas), que ella y sus colegas describieron en la revista Investigación de inmunología del cáncer en 2018.

Su enfoque combinó ManaFest con la secuenciación de un solo células para identificar estas células inmunes raras en seis pacientes con cáncer de pulmón, un proceso laborioso que tomó varios años y costó millones de dólares.

El estudio original mostró que las células inmunes activadas por inmunoterapia comparten un perfil de expresión génica común. En el nuevo estudio, Zeng, Smith y sus colegas se basaron en esos descubrimientos para desarrollar Manascore.

«Nuestro modelo nos permite omitir un proceso costoso y que requiere mucho tiempo y para identificar las células dirigidas por la inmunoterapia, y nos ayudará a identificar qué distingue a quién responderá a estas terapias», dice Smith.

«No somos los primeros en encontrar uno de estos modelos, pero lo que distingue a los nuestros es que usa solo tres genes, mientras que el modelo más utilizado requiere más de 200 genes. El nuestro es más simple y más fácil de usar».

El equipo también encontró diferencias clave en las células T activadas en los tumores de pacientes que responden a la terapia de punto de control inmune en comparación con los que no lo hacen. Los pacientes que respondieron exhiben una mayor proporción de células T de memoria similares a STEM, que actúan como un depósito para nuevas células y pueden desarrollarse en muchas células antitumorales efectivas, dice Zeng.

Esta observación puede ayudar a explicar por qué los pacientes son más capaces de responder; Las características similares al tallo pueden facilitar que las células T se multipliquen en un ejército de células que luchan por tumores. Se necesitan más estudios para confirmar estas observaciones.

«Las características similares a las células T son críticas porque permiten la autorrenovación y la persistencia a largo plazo», dice Zeng. «Esto permite respuestas inmunes sostenidas y la capacidad de expandirse a una población robusta de células T efectoras cuando sea necesario».

Mientras tanto, el equipo está trabajando para desarrollar una prueba clínica que utilice paneles de inmunofluorescencia multiespectrales para identificar la firma de tres genes de las células T de respuesta inmune.

«Esperamos traducir nuestra firma de tres genes a un biomarcador que los médicos puedan usar para guiar la atención del cáncer», dice Smith.

Zeng también está utilizando su nuevo modelo para determinar si la proximidad de las células T con la firma de tres genes a otros tipos de células inmunes, como las células T reguladoras, ayuda a controlar la respuesta inmune.

«Queremos aplicar nuestro modelo a los datos espaciales para saber si las interacciones de células a células entre las células T dirigidas por tumores y otros tipos de células afectan los resultados clínicos», dice Zeng.

También está colaborando con otros laboratorios en todo el país para determinar si Manascore puede usarse en pacientes con diferentes tipos de cáncer. Han creado una base de datos de datos de secuenciación de células individuales a través de los tipos de cáncer y utilizarán la puntuación para ayudar a identificar las características de células T de respuesta de tipo cáncer específicas.