La activación de un tipo de células del sistema inmunitario facilitaría la eliminación de la infección por VIH

Un estudio liderado por los grupos de investigación en Enfermedades Infecciosas y CIBBIM-Nanomedicina. Nanopartículas Farmacocinéticas del Vall d’Hebron Instituto de Investigación (VHIR) ha demostrado, mediante una nueva técnica que utiliza nanopartículas, que la activación de las células natural killer (NK) del sistema inmunitario ayudaría a eliminar los reservorios del virus del VIH en las células infectadas. En el trabajo, publicado en la revista Nano Today, colaboran el Servicio de Otorrinolaringología del Hospital Universitario Vall d’Hebron, el grupo de investigación Nanopartículas Inorgánicas del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), la Universidad Autónoma de Barcelona, el IrsiCaixa y el Instituto de Investigación Germans Trias i Pujol (IGTP).

Las células natural killer (NK) son un tipo de linfocitos del sistema inmunitario importante para reconocer y matar células infectadas por virus o bacterias, antes de que la infección se pueda extender más, y también células tumorales. En el caso de las células infectadas por VIH (virus de la inmunodeficiencia humana), las NK juegan un papel clave en su eliminación y se encuentran especialmente activas al inicio de la infección. Sin embargo, al tratarse de una infección crónica, con el paso del tiempo, las células NK dejan de responder bien, se agotan. “Sabemos que las natural killer son muy importantes en la lucha contra el VIH, así que nuestro objetivo es encontrar nuevas terapias que potencien su actividad para que vuelvan a actuar como en el inicio de la infección”, explica la Dra. María José Buzón, responsable de la línea de Investigación Traslacional del VIH en el grupo de investigación en Enfermedades Infecciosas del VHIR. En concreto, los investigadores se focalizan en la actividad citotóxica de las NK que es dependiente de anticuerpos, es decir, utilizan anticuerpos para dirigir a las NK hacia las células infectadas y que las eliminen. 

Para reactivar las células natural killer, los investigadores han desarrollado nanopartículas que contienen dos tipos de anticuerpos. Uno de los tipos reconoce la proteína CD16, que se encuentra en la superficie d elas células NK, y el otro tipo reconoce la proteína gp120 que expresan las células infectadas y ayudan a que las NK se activen de forma más eficaz y eliminen la infección. “Como novedad, hemos conseguido diseñar unas nanopartículas polarizadas, es decir, los anticuerpos que son iguales se agrupan en dominios concretos encima de la superficie de la partícula (por un lado, los anti-CD16 y, por el otro, los anti-gp120). Esto favorece la unión a las proteínas que nos interesan y dirigimos mejor la respuesta inmunitaria”, destaca el Dr. Víctor Puntes, jefe del grupo CIBBIM-Nanomedicina. Nanopartículas Farmacocinéticas del VHIR, jefe del grupo de Nanopartículas Inorgánicas del ICN2 e investigador ICREA. 

Mediante esta tecnología, los resultados del estudio muestran que las células natural killer son capaces de poner en marcha un respuesta citotóxica hacia las células infectadas y eliminar los reservorios celulares de VIH en cultivos de células sanguíneas y de tejido linfoide humano. “Hemos podido demostrar que potenciar la respuesta inmunitaria, y en especial la de las NK, permite eliminar las células infectadas con VIH”, afirma Antonio Astorga, estudiante predoctoral del grupo de Enfermedades Infecciosas del VHIR y primer autor del estudio. 

De cara a investigar su potencial uso en la clínica, ahora el grupo de Enfermedades Infecciosas del VHIR trabaja en la búsqueda de anticuerpos biespecíficos, capaces de reconocer a la vez tanto las células infectadas como las natural killer para facilitar esta unión. En este caso no se utilizarán nanopartículas para facilitar el proceso de traslado hacia la clínica, y se probará la eficacia para eliminar las células infectadas por parte de estos anticuerpos tanto en cultivos celulares como en ratones.

Innovación en nanotecnología para la mejora de la salud

En los últimos años, el interés en la investigación sobre las aplicaciones médicas de la nanotecnología ha crecido exponencialmente. Desde los años 80, los investigadores han trabajado para conseguir nanopartículas donde unir diferentes tipos de anticuerpos que reconozcan proteínas concretas. Sin embargo, hasta ahora no se había demostrado que era posible crear nanopartículas de oro polarizadas con dominios de anticuerpos diferenciados, es decir, donde cada tipo de anticuerpo se agregue con los que son iguales a él. Es lo que se llama adsorción cooperativa. Hasta ahora, los anticuerpos se colocaban al azar sobre la partícula. 

“La adsorción cooperativa, que permite crear nanopartículas polarizadas, se había visto en partículas y superficies más grandes. En el caso de partículas tan pequeñas, creíamos que era posible, pero es la primera vez que se demuestra en la práctica”, enfatiza el Dr. Puntes. Para hacerlo posible, los investigadores han diseñado una metodología de formación de las nanopartículas que requiere unas condiciones muy concretas y controladas. Así, han conseguido tener nanopartículas polarizadas con dos tipos de anticuerpos separados en el espacio que permitan aumentar la eficacia de las uniones a las células de interés.

Las nanopartículas polarizadas se han utilizado, en este caso, para el estudio de la unión entre las células natural killer y las células infectadas por VIH. Sin embargo, esta tecnología podría convertirse en una nueva plataforma de investigación con un gran abanico de aplicaciones, como por ejemplo el cáncer. En este caso sería, por lo tanto, una estrategia de inmunoterapia que dirigiría las células del sistema inmunitario hacia las células tumorales.