Organoides diminutos humanos permiten observar y controlar la función inmunitaria en el cáncer

Comprender mejor por qué algunos pacientes con cáncer se enfrentan a dificultades para combatir las infecciones, representa, hoy en día, todo un desafío. De ahí, el objetivo de un proyecto desarrollado por investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta (EEUU) de diseñar pequeños modelos de sistemas inmunológicos humanos cultivados en laboratorio, conocidos como organoides inmunitarios humanos, capaces de imitar el entorno real en el que las células inmunitarias aprenden a reconocer y atacar a los invasores dañinos y a responder a las vacunas. El trabajo llevado a cabo se sustenta en parte, según expusieron, "ante la baja tasa de éxito en la traducción de hallazgos preclínicos de modelos animales en resultados clínicos efectivos, especialmente en el contexto de la inmunidad, la infección y las respuestas a las vacunas"

Los organoides generados no solo irrumpen como nuevas y poderosas herramientas para estudiar y observar la función inmunitaria en el cáncer, sino que su uso se destine al desarrollo de vacunas, a mejorar la respuesta de los pacientes al tratamiento de la enfermedad e, incluso, a agilizar los ensayos clínicos.

Dirigido por el profesor en el  Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter  en Georgia Tech y Emory, Ankur Singh, el equipo creó sistemas inmunológicos cultivados en laboratorio que imitan el tejido de las amígdalas y los ganglios linfáticos humanos para estudiar las respuestas inmunológicas con mayor precisión. Los hallazgos de su investigación, publicados en ´Nature Materials´, marcan un cambio hacia modelos in vitro que representan más fielmente la inmunología humana. 

El equipo utilizó hidrogeles sintéticos para recrear un microambiente en el que las células B de la sangre y las amígdalas humanas pueden madurar y producir anticuerpos. Cuando las células inmunitarias de donantes sanos o pacientes con linfoma se cultivan en estos entornos gelatinosos, los organoides favorecen una función celular más prolongada, lo que permite que se produzcan procesos como la formación y adaptación de anticuerpos, de forma similar a lo que ocurre en el cuerpo humano. El uso de organoides en pacientes individuales ayuda a predecir cómo responderá ese individuo a la infección.

Los modelos también permiten a los investigadores controlar y probar las respuestas inmunitarias en diversas condiciones. El equipo descubrió que no todas las fuentes de tejido son iguales y que las células de las amígdalas tenían problemas de longevidad. Utilizaron una configuración especializada para estudiar cómo reaccionan las células inmunitarias sanas a las señales que las ayudan a combatir las infecciones, que no lograron desencadenar la misma respuesta en las células de los supervivientes de linfoma que aparentemente se han recuperado del tratamiento de inmunoterapia.

Mediante el uso de organoides integrados en una novedosa tecnología de órgano inmunitario en un chip, el equipo observó que las células inmunitarias de los supervivientes de linfoma tratados con ciertas inmunoterapias no se organizan en "zonas" específicas, como lo harían normalmente en una respuesta inmunitaria fuerte. Esta falta de organización puede ayudar a explicar algunos de los desafíos inmunitarios que enfrentan los supervivientes de cáncer, como lo demuestran los hallazgos clínicos recientes. 

Al estudiar estos sistemas inmunológicos en miniatura, pueden identificar por qué los tratamientos actuales pueden no ser efectivos y explorar nuevas estrategias para mejorar las defensas inmunológicas. Otro aspecto crítico y prometedor de la investigación es su escalabilidad: un investigador individual puede crear cientos de organoides en una sola sesión. La capacidad del modelo para dirigirse a diferentes poblaciones (tanto pacientes sanos como inmunodeprimidos) aumenta enormemente su utilidad para pruebas de vacunas y terapias.