La inmunología sintética es el diseño racional y la construcción de sistemas sintéticos que realizan funciones inmunológicas complejas. [1] Las funciones incluyen el uso de marcadores celulares específicos para apuntar a las células para su destrucción o interferir con las reacciones inmunes. [2] Los moduladores del sistema inmunológico aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) incluyen agentes antiinflamatorios e inmunosupresores , vacunas , anticuerpos terapéuticos y agonistas del receptor tipo Toll (TLR). [1]
Historia
La disciplina surgió después de 2010 tras el desarrollo de la tecnología de edición del genoma, incluidas TALENS y CRISPR . En 2015, un proyecto creó células T que se activaron solo en presencia de un fármaco específico, lo que les permitió encenderse y apagarse in situ . Otro ejemplo es una célula T que se dirige solo a las células que muestran dos marcadores separados. [3]
En 2016, John Lin, director de la unidad de biotecnología de Pfizer en San Francisco, declaró que "el sistema inmunológico será el vehículo más conveniente para [las células humanas diseñadas], porque pueden moverse y migrar y desempeñar papeles tan importantes". [3]
Los avances en la biología de sistemas apoyan el análisis cuantitativo de alta dimensión de las respuestas inmunitarias. [4] Las técnicas incluyen la entrega de genes virales, la expresión de genes inducible, la edición del genoma guiada por ARN y las recombinasas específicas de sitio para aplicaciones relacionadas con la biotecnología y la inmunoterapia celular. [5]
Tipos
Organismos moduladores de la inmunidad
Los investigadores están explorando la creación de organismos "inteligentes", como bacteriófagos y bacterias, que pueden realizar tareas inmunológicas complejas. Dichas estrategias podrían producir organismos que realicen funciones inmunes en varios pasos, como presentar antígenos y coestimular las células T auxiliares de una manera específica, o proporcionar señales integradas a las células B para inducir la maduración de la afinidad y el cambio de isotipo durante la producción de anticuerpos . Estos organismos modificados tienen el potencial de ser tan seguros y económicos como los probióticos, pero precisos en la realización de intervenciones específicas. [1]
Pequeñas moléculas que reclutan anticuerpos
La terapéutica con anticuerpos y otros 'biológicos' han demostrado ser eficaces en el tratamiento de enfermedades que van desde la artritis reumatoide hasta el cáncer . Sin embargo, tales agentes pueden causar reacciones anafilácticas o inflamatorias no deseadas , se administran por inyección y son costosos. Por el contrario, las moléculas pequeñas son generalmente económicas de producir, biodisponibles por vía oral y rara vez son alergénicas. Se han creado pequeñas moléculas de reclutamiento de anticuerpos sintéticos que redirigen los anticuerpos naturales hacia los patógenos para su destrucción. [1]
Células transdiferenciadas
La deleción de un solo factor de transcripción permite que las células B maduras se transformen en células T mediante desdiferenciación y rediferenciación. Las tecnologías que pueden controlar el destino de las células incluyen estrategias para inducir la formación de células madre pluripotentes y el uso de moléculas pequeñas para inducir a las células madre a diferenciarse en tipos celulares específicos. La desdiferenciación podría usarse para convertir células autoinmunes en progenitores inactivos o para suprimir el rechazo de órganos trasplantados. [1]
En 2016, los investigadores transdiferenciaron fibroblastos en células madre neurales inducidas. El equipo mezcló las células en un pegamento quirúrgico aprobado por la FDA que proporcionó una matriz de soporte físico. Administraron el resultado a ratones. Los tiempos de supervivencia aumentaron del 160 al 220 por ciento, según el tipo de tumor. [6] [7]
Vacunas
Las vacunas terapéuticas tratan e inmunizan a los pacientes que ya están infectados con una enfermedad determinada. Provenge es una terapia de transferencia celular adoptiva en la que el tejido de cáncer de próstata autólogo que presenta el antígeno de un paciente se dirige . Los avances en biología química incluyen moléculas sintéticas que modulan la activación de células B, síntesis de adyuvantes y antígenos tumorales de carbohidratos estructuralmente complejos, agentes quimioterapéuticos inmunogénicos y vacunas sintéticas químicamente homogéneas. [1]
Ver también
- Biología sintética
- Anticuerpo sintético
Referencias
- ↑ a b c d e f Spiegel, David A. (1 de diciembre de 2010 ). "Comentario del gran desafío: inmunología sintética para diseñar la inmunidad humana". Biología química de la naturaleza . 6 (12): 871–872. doi : 10.1038 / nchembio.477 . ISSN 1552-4450 . PMID 21079593 .
- ^ Geering, Barbara; Fussenegger, Martin (1 de febrero de 2015). "Inmunología sintética: modulando el sistema inmunológico humano". Tendencias en biotecnología . 33 (2): 65–79. doi : 10.1016 / j.tibtech.2014.10.006 . ISSN 0167-7799 . PMID 25466879 .
- ^ a b Regalado, Antonio (febrero de 2016). "Ingeniería inmunológica" . Revisión de tecnología del MIT . Consultado el 25 de febrero de 2016 .
- ^ Khan TA, Friedensohn S, de Vries ARG, Straszewski J, Ruscheweyh HJ, Reddy ST (2016). "Perfiles de repertorio de anticuerpos precisos y predictivos mediante huellas dactilares de amplificación molecular" . Sci. Adv . 2 (3): e1501371. doi : 10.1126 / sciadv.1501371 . PMC 4795664 . PMID 26998518 .
- ^ "Inmunología sintética" . www.bsse.ethz.ch . ETH Zurich . Consultado el 25 de febrero de 2016 .
- ^ Lavars, Nick (24 de febrero de 2016). "Células cutáneas ordinarias convertidas en depredadores de tumores cerebrales" . www.gizmag.com . Gizmag . Consultado el 26 de febrero de 2016 .
- ^ Bagó, Juli R .; Alfonso-Pecchio, Adolfo; Okolie, Onyi; Dumitru, Raluca; Rinkenbaugh, Amanda; Baldwin, Albert S .; Miller, C. Ryan; Magness, Scott T .; Hingtgen, Shawn D. (2 de febrero de 2016). "Las células madre neurales inducidas por ingeniería terapéutica se dirigen al tumor e inhiben la progresión del glioblastoma" . Comunicaciones de la naturaleza . 7 : 10593. doi : 10.1038 / ncomms10593 . PMC 4740908 . PMID 26830441 .
enlaces externos
- Cheung, Fred (25 de mayo de 2012). "Pregunte al experto - David Spiegel, Universidad de Yale ... | Red ACS" . comunidades.acs.org . Consultado el 25 de febrero de 2016 .
- "Inmunología sintética" (PDF) . IGem de la Universidad Estatal de Arizona . 2013 . Consultado el 25 de febrero de 2016 .