Créditos de las imagenes: BGU Press Room.
El nuevo nanochip revela cómo el sistema inmunológico se enfrenta al cáncer. Científicos de Israel ahora pueden ver cómo los glóbulos blancos diferencian entre células cancerosas y células sanas.
Después de años de desarrollo, los científicos han desarrollado un innovador nanochip, que podría impulsar la inmunoterapia contra el cáncer.
Sus hallazgos fueron publicados el viernes en la prestigiosa revista científica Science Advances.
Este estudio tiene dos aspectos innovadores e importantes, uno desde la perspectiva de la nanotecnología y el otro desde la perspectiva biológica.
«El campo de la nanotecnología despegó hace unos 20 años, principalmente debido a la necesidad de reducir el tamaño de los componentes en los chips de procesamiento de computadoras», dice el Prof. Mark Schvartzman.
«Hoy en día, ofrece herramientas únicas que sirven a científicos de muchos campos diferentes.
Estas herramientas nos permiten crear, ver y controlar objetos de solo 10 nanómetros o menos de tamaño.
Esa es la escala de tamaño de una sola biomolécula en el cuerpo.
Nosotros Logramos un control sin precedentes configurando una molécula como una sola célula e incluso logramos «suprimir» o «activar» procesos importantes en la célula por primera vez».
El estudio también tiene importantes ramificaciones para la medicina y la biología.
«Logramos entender cómo el tamaño y la disposición física de los receptores en la célula afectan cómo los glóbulos blancos» hablan con «las otras células del cuerpo», explica el profesor Ángel Porgador.
«Este conocimiento es de gran importancia en el desarrollo de tratamientos de inmunoterapia contra el cáncer.
Hoy en día, las actividades de las células dentro del cuerpo pueden dirigirse a combatir el cáncer mediante la ingeniería genética de los receptores.
Este enfoque innovador está a la vanguardia de los tratamientos contra el cáncer y ha demostrado ser eficaz para ciertos tipos de cánceres de la sangre, pero existe la necesidad de desarrollar otros métodos que sean efectivos contra diferentes tipos de cáncer.
Ese desarrollo requiere una comprensión profunda de cómo funciona el sistema inmunológico.
Hoy, esa comprensión se logra a través de nuevas herramientas nanotecnológicas «.
Los linfocitos, un tipo de glóbulo blanco, son los guardianes de nuestro sistema inmunológico. Al igual que los guardias de patrulla que detienen a personas sospechosas en ocasiones, los linfocitos se deslizan por la sangre en el cuerpo y saben cómo diferenciar entre células sanas y células enfermas, que podrían volverse cancerosas.
Si la célula se identifica como enferma (infectada por un virus o cancerosa), ‘la patrulla’ las rompe y las destruye.
Si la célula indica que está sana, los glóbulos blancos continúan como de costumbre.
Para diferenciar las células enfermas de las células sanas, los glóbulos blancos están equipados con receptores, moléculas que saben cómo conectarse con otras moléculas en las células sospechosas (ligandos).
Hay receptores que cuando se conectan a un ligando envían una señal al glóbulo blanco para que ataque a la célula sospechosa, y hay receptores llamados puntos de control inmunológico que señalan que se debe suprimir un ataque y «salvar» la célula.
El delicado equilibrio entre las señales permite al sistema inmunológico diferenciar entre las células y evitar que las células sanas sean atacadas.
El descubrimiento de los supresores de ataques inmunitarios ha llevado en los últimos años al enfoque de inmunoterapia para combatir el cáncer, que ayuda al cuerpo a identificar y atacar las células cancerosas.
Este enfoque bloquea y neutraliza los puntos de control inmunológico y permite que los linfocitos ataquen las células cancerosas que se hacen pasar por células sanas.
A pesar de la gran cantidad de investigación en el campo, todavía hay varias preguntas abiertas con respecto a las actividades de estos inhibidores de puntos de control inmunitarios:
¿la distancia entre el receptor que señala el ataque y el receptor que las señales no atacan afecta la supresión del ataque?
¿Si es así, cómo?
Un estudio revolucionario realizado por científicos de Israel arroja luz sobre estas preguntas.
Desarrollaron un microchip de silicona cuya superficie imita una célula cancerosa artificial, que puede unir los receptores y controlar su organización.
Usando nanolitografía, cuyos orígenes se encuentran en la creación de procesadores de computadora, los investigadores crearon un chip con grabados en metal de tan solo 10 nanómetros de tamaño.
Luego, los investigadores pegaron ambos tipos de ligandos al chip. El espaciamiento de los ligandos se varió de manera controlada y para asegurar que solo una molécula se uniera a cada receptor.
El equipo pudo confirmar que las células de linfocitos interactuaron con el chip como si fuera una célula cancerosa e intentaron destruirlo.
Descubrieron que la distancia entre los receptores tenía un efecto dramático en la respuesta de los linfocitos: cuanto más lejos estaban los receptores de ataque y supresión, mayor era la supresión.
Los investigadores se sorprendieron enormemente con este hallazgo porque contradice la comprensión predominante de la comunidad científica de que se requiere proximidad para reprimir un ataque.
Según los investigadores, la membrana celular tiene una flexibilidad limitada y, por lo tanto, cuando los receptores están cerca, el linfocito no puede unirse a ambos receptores.
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