Modelo de medula óssea de bioengenharia usado com sucesso na pesquisa de leucemia

Cientistas da Universidade de Glasgow utilizaram com sucesso o primeiro modelo de medula óssea produzido por bioengenharia para realizar pesquisas vitais sobre o câncer, oferecendo novos insights sobre possíveis terapias para a doença.

A descoberta está documentada em um novo estudo, “Hidrogéis de peptídeos sintéticos como modelo do nicho da medula óssea demonstram eficácia de uma terapia combinada de células T CRISPR-CAR para leucemia mieloide aguda”. publicado no diário Biomateriais e representa um importante passo em frente na possibilidade de realizar investigação médica sem a utilização de animais.

O estudo detalha a eficácia da terapia com células T CAR – um novo e promissor tratamento para o câncer do sangue – no combate à leucemia mieloide aguda (LMA), a leucemia mais comum em adultos. Os investigadores dizem que o seu novo modelo de bioengenharia tem sido capaz de fornecer o tipo de insights e informações relevantes para o ser humano que os métodos de investigação atuais que dependem de modelos animais não conseguiram até agora.

Os cânceres de leucemia são causados ​​por mutações nas células-tronco hematopoiéticas (HSCs), que dependem de interações com a medula óssea para seu crescimento e sobrevivência. No entanto, estudar estas células estaminais fora do corpo é particularmente desafiador. Uma vez removidas da medula óssea, as HSCs mudam ou morrem rapidamente, tornando-as difíceis ou impossíveis de trabalhar em laboratórios. Como resultado, até agora, as equipas de investigação tiveram que confiar em modelos animais para testar novos medicamentos que pudessem combater o cancro do sangue.

Testando terapia com células T CAR em laboratório

Agora, uma equipe liderada por cientistas da Universidade de Glasgow conseguiu realizar com sucesso pesquisas sobre HSCs leucêmicas, inserindo-as em substâncias gelatinosas produzidas pela bioengenharia, chamadas hidrogéis, que imitam o ambiente natural da medula óssea. A equipe então direcionou as células cancerígenas com terapia com células T CAR para descobrir se ela poderia efetivamente atingir a doença. Embora este seja um estudo em fase inicial, a abordagem abre a porta para testes pré-clínicos mais precisos, que – durante a próxima década – poderão ajudar a melhorar o desenvolvimento de terapias mais seguras e eficazes.

Embora a terapia com células T CAR tenha se mostrado promissora para outros tipos de câncer do sangue, sua aplicação à LMA tem sido prejudicada por uma série de questões, incluindo a toxicidade para células saudáveis ​​locais. Os pesquisadores sugeriram que a combinação da edição do gene CRISPR-Cas9 com a terapia com células T CAR pode ter o potencial de atingir seletivamente as células AML, poupando tecidos saudáveis, essencialmente tornando as células saudáveis ​​”invisíveis” para as células T CAR. No entanto, até agora, a validação da eficácia desta combinação de tratamentos antes do ensaio clínico tem sido dificultada pelas diferenças entre humanos e modelos animais.

Usando seu modelo de células-tronco de bioengenharia, a equipe conseguiu fornecer novas informações importantes sobre a eficácia e segurança da terapia com células T CAR para LMA. Eles descobriram que os métodos de teste convencionais – normalmente células em uma placa de Petri – superestimaram a eficácia da terapia com células T CAR e não conseguiram prever seus efeitos nocivos nas células saudáveis ​​– problemas que foram detectados usando o modelo de tecido de bioengenharia. As novas descobertas têm implicações claras não apenas para pesquisas futuras sobre a terapia com células T CAR para LMA, mas também em abordagens para testes pré-clínicos de células T CAR.

Hannah Donnelly, uma das principais autoras do estudo e pesquisadora da Universidade de Glasgow, disse: “Há uma grande lacuna translacional no desenvolvimento da terapia celular – métodos de teste convencionais e simplificados muitas vezes não conseguem prever como as terapias se comportarão em humanos. Essa lacuna leva a altas taxas de falha em ensaios clínicos, aumentando os custos e atrasando os tratamentos para os pacientes.

“Ao usar células humanas combinadas com hidrogéis para imitar a estrutura complexa da medula óssea em laboratório, mostramos que é possível avaliar a eficácia das terapias e detectar efeitos fora do alvo muito mais cedo – bem antes de atingirem o dispendioso estágio de ensaio clínico.

“Nossos resultados destacam o potencial de tecnologias não animais para estudar e desenvolver novas terapias para leucemia. Esta abordagem poderia reduzir a dependência de modelos animais em testes de drogas ao longo do tempo, abrindo caminho para um desenvolvimento mais eficiente e eficaz de terapias para os pacientes”.