El asma es una enfermedad respiratoria crónica que afecta a más de 300 millones de personas en todo el mundo. Las personas que padecen las formas más graves de la enfermedad suelen necesitar medicación diaria para controlar síntomas debilitantes como las sibilancias, la tos y la disnea. Aunque los fármacos biológicos dirigidos a vías inflamatorias específicas han mejorado las opciones de tratamiento en los últimos años, sólo alivian los síntomas y no son curativos. Los pacientes deben seguir un tratamiento de por vida para mantener la remisión, una solución insostenible tanto desde el punto de vista médico como económico.

Investigadores de la Universidad Tsinghua de Pekín podrían haber hallado un método alternativo para conseguir la remisión a largo plazo del asma grave con un solo tratamiento: el diseño de células T longevas con la capacidad única de actuar simultáneamente sobre múltiples factores causantes de la enfermedad. En un estudio publicado en Nature Immunology, el equipo describe cómo la modificación genética de unas células inmunitarias denominadas células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) les permitió eliminar los eosinófilos -células inflamatorias implicadas en el asma- al tiempo que bloqueaban los efectos de la interleucina-4 (IL-4) y la IL-13, dos citocinas que alimentan la inflamación y remodelación de las vías respiratorias. Cuando se infundieron en ratones modelo de asma, estas células multifuncionales "TIF" aliviaron los síntomas de forma duradera durante largos periodos sin recidiva.

"Nuestros hallazgos demuestran una prueba de concepto de que una enfermedad crónica común puede curarse con células T manipuladas", afirma Min Peng, autor principal. "En comparación con las terapias estándar que requieren dosis de por vida, lograr la remisión del asma u otras afecciones con una sola administración podría revolucionar el tratamiento de las enfermedades crónicas."

Dos obstáculos clave para la terapia CAR T en entornos no oncológicos

Aunque las terapias con células T CAR han tenido un éxito notable en el tratamiento de algunos cánceres de la sangre, su aplicación a enfermedades no malignas plantea retos únicos. En primer lugar, a diferencia de los cánceres, que pueden eliminarse atacando antígenos tumorales específicos, las enfermedades crónicas implican la manipulación a largo plazo de vías fisiológicas en tejidos y órganos sanos. En segundo lugar, los regímenes CAR T actuales dependen en gran medida de un preacondicionamiento intensivo con quimioterapia para "cebar" el organismo y potenciar la actividad de las células T, una estrategia inaceptable para enfermedades que no ponen en peligro la vida. Sin la carga tumoral o los pretratamientos tóxicos, las células CAR T estándar no logran expandirse lo suficiente y no persisten el tiempo suficiente para proporcionar beneficios duraderos.

Para superar estos obstáculos, el equipo de Peng diseñó células T para que se centraran en los eosinófilos, implicados en el asma grave de "tipo 2-alto", dotándolas de un receptor de antígeno quimérico (CAR) que reconoce la cadena α del receptor de interleucina-5 (IL-5Rα) expresada en estas células inflamatorias. Sin embargo, las versiones iniciales de las "células T CAR de IL-5", o "células 5T", no se expandieron ni eliminaron los eosinófilos cuando se infundieron en modelos de asma de ratón inalterados sin preacondicionamiento. Esto imitaba el reto de conseguir que las células T CAR funcionaran eficazmente en contextos no oncológicos sin el refuerzo artificial de la quimioterapia.

Células T CAR con propiedades inmortales gracias a la edición genética

Para superar esta limitación, los investigadores se inspiraron en sus trabajos anteriores para inducir propiedades "inmortales" en células T CAR mediante la edición selectiva de genes. Se centraron en dos genes, BCOR y ZC3H12A, y descubrieron que el doble knockout generado por CRISPR/Cas9 confería la capacidad de eludir la dependencia de la quimioterapia de preacondicionamiento y expandirse de forma robusta incluso en condiciones de linfocitos repletos.

La introducción de las mismas mutaciones BCOR/ZC3H12A en sus células T CAR IL-5, denominadas "células 5TIF", permitió ahora un crecimiento vigoroso de la población tras la infusión. Los análisis de expresión mostraron que las células 5TIF presentaban rasgos híbridos de células T de memoria similares a las células madre y células T agotadas, características que se cree que subyacen a su longevidad. En modelos de ratón, las células 5TIF eliminaron eficazmente los eosinófilos durante más de un año sin mostrar signos de disminución.

Es importante señalar que la mera eliminación de los eosinófilos mediante células 5TIF sólo proporcionaba un alivio parcial de los síntomas del asma, ya que la enfermedad también implica respuestas inmunitarias de tipo 2 desreguladas impulsadas por la IL-4 y la IL-13. Para solucionar este problema, el equipo modificó las células 5TIF para que segregaran una muteína de IL-4, una variante proteica que se une de forma competitiva a los receptores de IL-4 pero no inicia la señalización descendente. Estas nuevas "células 5TIF4" se dirigieron a los eosinófilos para su eliminación y suprimieron activamente la inflamación mediada por IL-4/IL-13 a través de la muteína secretada.

Pruebas con células 5TIF4 en múltiples modelos de enfermedad

En varios modelos de ratón de asma que imitan escenarios clínicos clave, una única infusión de células 5TIF4 alivió los síntomas de forma mucho más contundente que las células 5TIF por sí solas. En variantes de la enfermedad aguda, de memoria y crónica que inducen eosinofilia y remodelación de las vías respiratorias mediante la exposición a la ovoalbúmina (OVA) o a los ácaros del polvo doméstico (HDM), las células 5TIF4 predominaron sobre las 5TIF en la reducción de la inflamación pulmonar, la fibrosis, los eosinófilos y las citocinas inflamatorias, al tiempo que inhibían la producción de anticuerpos IgE/IgG1 durante periodos prolongados, incluso tras la reagudización de la enfermedad.

Sorprendentemente, 5TIF4 superó a la terapia basada en la proteína muteína IL-4 actualmente en ensayos clínicos para el asma de difícil control, destacando su capacidad única para lograr una expresión local duradera de la proteína a través de células T residentes en el tejido. Además, en un modelo mediado por interleucina-33 independiente de la inmunidad adaptativa, 5TIF4 siguió reprimiendo la eosinofilia y los síntomas, demostrando versatilidad más allá de las respuestas adaptativas antígeno-específicas.

Por último, la administración de 5TIF4 a un modelo de asma establecida, en lugar de como prevención, alivió características como la hiperreactividad de las vías respiratorias en el mismo grado que en la enfermedad más temprana, lo que valida su potencial terapéutico incluso después de la aparición de la afección. Y lo que es más importante, no se observó toxicidad ni autoinmunidad en ninguno de los estudios, a diferencia de los regímenes CAR T tradicionales basados en quimioterapia. En conjunto, estos resultados posicionan a las células CAR T de ingeniería dirigidas a múltiples vías simultáneamente como una cura viable para el asma grave.

Humanizar el enfoque

Para validar la traducibilidad del método, los investigadores aplicaron su estrategia de edición genética a la ingeniería de la misma funcionalidad 5TIF4 en células T humanas. Cultivadas a partir de donantes sanos, la integración del CAR de IL-5, el casete de muteína de IL-4 y el knockout BCOR/ZC3H12A produjo células humanas "h5TIF4" capaces de persistir a largo plazo, agotar los eosinófilos y secretar muteína en ratones inmunodeficientes, reflejando las versiones de roedores. Los perfiles transcripcionales unicelulares revelaron que las poblaciones h5TIF4 mantenían la firma híbrida de memoria-agotamiento propicia para la supervivencia prolongada.

Una vez establecida esta prueba de concepto con células humanas, Peng cree que su método podría ofrecer una remisión de por vida del asma grave, así como de otras enfermedades eosinofílicas crónicas, mediante una única infusión. En comparación con los productos biológicos tradicionales, que requieren regímenes de inyección de más de una década, lograr la remisión con una terapia celular única transformaría la calidad de vida de los pacientes. Aunque requiere más exploración y ajustes, este estudio representa una prueba alentadora de que las células T modificadas pueden curar enfermedades que actualmente sólo se tratan con cócteles de fármacos de por vida. Los investigadores tienen previsto seguir avanzando en esta estrategia hacia ensayos clínicos con el objetivo último de liberar a los pacientes de asma y afecciones afines de la carga que supone el tratamiento diario de la enfermedad.