Nova biotecnologia combina terapias direcionadas e imunológicas para matar células cancerígenas resistentes ao tratamento

Perfis de ligação soto-p₇/A03 (linha superior) ep₇^WT/A03 (linha inferior) do clone R011 (coluna esquerda), a biblioteca de varredura mutacional profunda ingênua (coluna do meio) e o pool após a classificação para ligação a soto-p₇/A03 (coluna direita) testado no formato de exibição de levedura. Crédito: Descoberta do câncer (2022). DOI: 10.1158/2159-8290.CD-22-1074/709728

As terapias direcionadas se ligam especificamente e impedem as proteínas causadoras de câncer, mas as células cancerígenas podem evoluir rapidamente para impedir sua ação. Uma segunda classe de medicamentos, as imunoterapias, aproveita o sistema imunológico para atacar as células cancerígenas, mas esses agentes geralmente não conseguem “ver” as mudanças causadoras de doenças que ocorrem dentro das células cancerígenas, que parecem normais do lado de fora.

Agora, um novo estudo liderado por pesquisadores do Perlmutter Cancer Center da NYU Langone Health descreve uma estratégia para superar essas limitações com base em vários insights. Primeiro, a equipe de pesquisa reconheceu que certos medicamentos direcionados chamados “inibidores covalentes” formam ligações estáveis ​​com as proteínas relacionadas à doença que visam dentro das células cancerígenas. Eles também sabiam que as proteínas, uma vez dentro das células, são naturalmente quebradas e apresentadas como pequenos pedaços (peptídeos) nas superfícies das células por moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC). Uma vez ligados ao MHC, os peptídeos são reconhecidos como estranhos pelo sistema imunológico de “vigilância” se forem suficientemente diferentes das proteínas que ocorrem naturalmente no corpo.

Embora as células tumorais geralmente desenvolvam maneiras de escapar da vigilância imunológica, os autores do estudo argumentaram que um alvo peptídico relacionado ao câncer fortemente ligado ao seu inibidor covalente poderia atuar como uma “bandeira” exibida pelo MHC que poderia ser reconhecida por proteínas imunológicas chamadas anticorpos. A equipe então projetou esses anticorpos e os juntou a outro anticorpo conhecido por “recrutar” linfócitos T, as “células assassinas” do sistema imunológicopara formar anticorpos “bi-específicos” que destruíram células tumorais.

“Mesmo quando as mudanças genéticas e outras frustram as terapias direcionadas, muitas vezes elas ainda se ligam ao seu proteínas alvo em células cancerígenas, e esse anexo pode ser usado para rotular essas células para ataque de imunoterapia”, diz Shohei Koide, autor do estudo co-correspondente, professor do Departamento de Bioquímica e Farmacologia Molecular e membro do Perlmutter Cancer Center em NYU Langone: “Além disso, nosso sistema, conceitualmente, tem o potencial de aumentar a eficácia de qualquer medicamento contra o câncer quando ligado ao alvo relacionado à doença do medicamento, onde a combinação pode ser exibida pelos MHCs”.

Publicado on-line em 17 de outubro em Descoberta do câncer, o novo estudo testou a abordagem dos pesquisadores em dois medicamentos direcionados e aprovados pela FDA, sotorasib e osimertinib. Recentemente aprovado com base em um estudo co-liderado por pesquisadores da NYU Langone, o sotorasib funciona ligando-se a uma forma alterada da proteína KRAS chamada p.G12C, na qual um bloco de construção de glicina foi substituído por engano por uma cisteína em sua estrutura. Essa alteração faz com que o interruptor da proteína KRAS fique “preso no modo ligado” e sinalize um crescimento anormal. O sotarasib bloqueia efetivamente esse sinal ativado para iniciar, mas as células cancerígenas rapidamente se tornam resistentes.

Em experimentos com células cancerosas mutantes KRAS cultivadas em um prato (culturas de células), os anticorpos HapImmune da equipe reconheceram, recrutaram células T e levaram à morte de células cancerígenas de pulmão resistentes ao tratamento, nas quais o sotorasib se ligava ao seu alvo, KRAS p. G12C, e foi exibido por MHCs. A equipe também desenvolveu anticorpos biespecíficos que se ligam a um peptídeo “sinalizado” com osimertinib, um medicamento que tem como alvo uma forma alterada do receptor do fator de crescimento epitelial visto em outros cânceres de pulmão, bem como protótipos que “viram” o medicamento ibrutinibe quando ligado ao seu alvo, BTK, mostrando o “amplo potencial” da tecnologia, dizem os pesquisadores.

Exibição de aproveitamento

O estudo girou em torno do processo em que as proteínas dentro das células humanas são quebradas e substituídas como parte do ciclo de vida normal. Paralelamente a essa rotatividade, funciona um sistema de inspeção, no qual fragmentos de proteínas são entregues à superfície de uma célula. As células T inspecionam esses complexos exibidos e podem perceber, por exemplo, quando uma célula está exibindo proteínas virais, um sinal de que a célula está infectada com um vírus. As células T então direcionam a morte das células infectadas por vírus.

O sistema imunológico pode, em alguns casos, também reconhecer células com alterações cancerígenas em andamento por meio das proteínas que exibem em suas superfícies. No entanto, como as proteínas que conduzem ao câncer surgem de proteínas normais, com diferenças entre fragmentos cancerosos e normais muitas vezes minúsculas, o sistema luta para diferenciá-las. Mesmo quando os pacientes desenvolvem células T que podem ver essas pequenas diferenças, os tumores respondem com mecanismos projetados para “esgotar” anti-inflamatórios.células tumorais. Na tentativa de combater esses mecanismos, a percepção central da equipe foi que, entre as proteínas exibidas pelos MHCs, estão fragmentos que carregam drogas absorvidas pelas células, que podem ser alvo de anticorpos.

O estudo atual também descobriu que a plataforma da equipe foi eficaz contra células mutantes KRAS p.G12C com diferentes tipos de MHC, também chamados de supertipos de antígeno leucocitário humano (HLA). Normalmente, há um pareamento estrito entre os tipos MHC/HLA e os anticorpos construídos para interagir com certas células T, o que poderia restringir o número de pacientes que poderiam ser tratados por essa abordagem. O novo estudo mostrou que os anticorpos da equipe reconhecem vários tipos de MHC/HLA e, portanto, em princípio, podem ser implantados em 40 a 50% da população de pacientes dos EUA com tumores portadores de KRAS p.G12C.

“Nossos resultados mostram ainda que os anticorpos se ligam às moléculas da droga apenas quando apresentados por MHCs nas células e, portanto, podem ser usados ​​em combinação com uma droga”, diz o autor co-correspondente do estudo Benjamin G. Neel, MD, Ph.D., diretor do Perlmutter Cancer Center da NYU Langone Health. “Quando usado em combinação com esses anticorpos, um determinado medicamento precisaria apenas sinalizar células cancerosas, não os inibe totalmente. Isso cria a possibilidade de usar drogas em doses mais baixas, potencialmente, para reduzir a toxicidade às vezes observada com inibidores covalentes”.

No futuro, a equipe de pesquisa planeja estudar sua plataforma em modelos animais vivos, usando mais pares de medicamentos e os fragmentos de proteínas relacionados à doença que eles visam.