L’activació d’un tipus de cèl·lules del sistema immunitari facilitaria l’eliminació de la infecció per VIH

Un estudi liderat pels grups de recerca en Malalties Infeccioses i CIBBIM-Nanomedicina. Nanopartícules Farmacocinètiques del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) ha demostrat, mitjançant una nova tècnica que utilitza nanopartícules, que l’activació de les cèl·lules natural killer (NK) del sistema immunitari ajudaria a eliminar els reservoris del virus del VIH a les cèl·lules infectades. Al treball, publicat a la revista Nano Today, hi col·laboren el Servei d’Otorrinolaringologia de l’Hospital Universitari Vall d’Hebron, el grup de recerca Nanopartícules Inorgàniques de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), la Universitat Autònoma de Barcelona, l’IrsiCaixa i l’Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP).

Les cèl·lules natural killer (NK) són un tipus de limfòcits del sistema immunitari important per reconèixer i matar cèl·lules infectades per virus o bacteris, abans que la infecció es pugui estendre més, i també cèl·lules tumorals. En el cas de les cèl·lules infectades per VIH (virus de la immunodeficiència humana), les NK juguen un paper clau en la seva eliminació i es troben especialment actives a l’inici de la infecció. Tanmateix, al tractar-se d’una infecció crònica, amb el pas del temps, les cèl·lules NK deixen de respondre bé, s’esgoten. “Sabem que les natural killer són molt importants en la lluita contra el VIH, així que el nostre objectiu és trobar noves teràpies que potenciïn la seva activitat perquè tornin a actuar com a l’inici de la infecció”, explica la Dra. María José Buzón, responsable de la línia de Recerca Translacional del VIH al grup de recerca en Malalties Infeccioses del VHIR. En concret, els investigadors es focalitzen en l’activitat citotòxica de les NK que és depenent d’anticossos, és a dir, utilitzen anticossos per dirigir les NK cap a les cèl·lules infectades i que les eliminin.

Per reactivar les cèl·lules natural killer, els investigadors han desenvolupat nanopartícules que contenen dos tipus d’anticossos. Un dels tipus reconeix la proteïna CD16, que es troba a la superfície de les cèl·lules NK, i l’altre tipus reconeix la proteïna gp120 que expressen les cèl·lules infectades pel virus VIH. Així, aquestes nanopartícules es poden unir a la vegada a les cèl·lules NK i a les cèl·lules infectades i ajuden a que les NK s’activin de forma més eficaç i eliminin la infecció. “Com a novetat, hem aconseguit dissenyar unes nanopartícules polaritzades, és a dir, els anticossos que són iguals s’agrupen en dominis concrets sobre la superfície de la partícula (per una banda, els anti-CD16 i, per l’altra, els anti-gp120). Això afavoreix la unió a les proteïnes que ens interessen i dirigim millor la resposta immunitària”, destaca el Dr. Víctor Puntes, cap del grup CIBBIM-Nanomedicina. Nanopartícules Farmacocinètiques del VHIR, cap del grup de Nanopartícules Inorgàniques de l’ICN2 i investigador ICREA.

Mitjançant aquesta tecnologia, els resultats de l’estudi mostren que les cèl·lules natural killer són capaces de posar en marxa una resposta citotòxica cap a les cèl·lules infectades i eliminar els reservoris cel·lulars de VIH en cultius de cèl·lules sanguínies i de teixit limfoide humà. “Hem pogut demostrar que potenciar la resposta immunitària, i en especial la de les NK, permet eliminar les cèl·lules infectades amb VIH”, afirma Antonio Astorga, estudiant predoctoral del grup de Malalties Infeccioses del VHIR i primer autor del estudi.

De cara a investigar el seu potencial ús en la clínica, ara el grup de Malalties Infeccioses del VHIR treballa en la cerca d’anticossos biespecífics, capaços de reconèixer a la vegada tant les cèl·lules infectades com les natural killer per facilitar aquesta unió. En aquest cas no s’utilitzaran nanopartícules per facilitar el procés de trasllat cap a la clínica, i es provarà l’eficàcia per eliminar les cèl·lules infectades per part d’aquests anticossos tant en cultius cel·lulars com en ratolins.

Innovació en nanotecnologia per a la millora de la salut

En els darrers anys, l’interès en la recerca sobre les aplicacions mèdiques de la nanotecnologia ha crescut exponencialment. Des dels anys 80, els investigadors han treballat per aconseguir nanopartícules on unir diferents tipus d’anticossos que reconeguin proteïnes concretes. Tanmateix, fins ara no s’havia demostrat que era possible crear nanopartícules d’or polaritzades amb dominis d’anticossos diferenciats, és a dir, on cada tipus d’anticòs s’agregui amb els que són iguals a ell. És el que s’anomena adsorció cooperativa. Fins ara, els anticossos es col·locaven a l’atzar sobre la partícula.

“L’adsorció cooperativa, que permet crear nanopartícules polaritzades, s’havia vist en partícules i superfícies més grans. En el cas de partícules tan petites, crèiem que era possible, però és la primera vegada que es demostra en la pràctica”, emfatitza el Dr. Puntes. Per fer-ho possible, els investigadors han dissenyat una metodologia de formació de les nanopartícules que requereix unes condicions molt concretes i controlades. Així, han aconseguit tenir nanopartícules polaritzades amb dos tipus d’anticossos separats en l’espai que permeten augmentar l’eficàcia de les unions a les cèl·lules d’interès.

Les nanopartícules polaritzades s’han utilitzat, en aquest cas, per a l’estudi de la unió entre les cèl·lules natural killer i les cèl·lules infectades per VIH. Tanmateix, aquesta tecnologia podria esdevenir una nova plataforma de recerca amb un gran ventall d’aplicacions, com per exemple el càncer. En aquest cas seria, per tant, una estratègia d’immunoteràpia que dirigiria les cèl·lules del sistema immunitari cap a les cèl·lules tumorals.