Células inmunes diseñadas para la fabricación y seguridad de medicamentos

En un recipiente de reacción, el Prof. Nico Lachmann produce continuamente células inmunitarias maduras específicas a partir de células madre pluripotentes inducidas. © Fraunhofer ITEM / El Prof. Lachmann utiliza diferentes sistemas escalables para producir continuamente células inmunitarias humanas maduras específicas a partir de células madre pluripotentes inducidas. © Fraunhofer ITEM

Para evitar experimentos en animales y poder probar terapéuticas con mayor precisión, la industria farmacéutica recurre cada vez más a células inmunitarias humanas. Sin embargo, su disponibilidad había sido limitada hasta ahora. Investigadores del Fraunhofer han logrado transferir la producción de células inmunitarias personalizadas del laboratorio a la fabricación industrial.

Ya sea para nuevas terapias contra el cáncer o para el desarrollo y prueba de nuevos medicamentos, en la medicina moderna las células inmunitarias humanas y los preparados de células inmunitarias desempeñan un papel cada vez más importante. Para obtenerlas para la investigación en salud, la industria dependía durante mucho tiempo de donantes humanos o utilizaba líneas celulares de diferentes tipos de cáncer. El problema: estos procesos no podían ser estandarizados, ya que cada persona y cada célula cancerosa es única. Un cambio decisivo fue un descubrimiento de dos investigadores de células madre de Japón y Gran Bretaña: en 2006 lograron convertir células de la piel maduras en llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que posteriormente pueden diferenciarse en diferentes tipos celulares. Por ello, Yamanaka y Gurdon recibieron en 2012 el Nobel más rápido en la historia de la medicina.

Estas iPSC — y su propiedad de dividirse indefinidamente y diferenciarse — son aprovechadas por el Prof. Nico Lachmann y su equipo en el Instituto Fraunhofer para Toxicología y Medicina Experimental ITEM y en la Universidad Médica de Hannover MHH. Los investigadores han desarrollado un procedimiento hasta ahora único para producir continuamente células inmunitarias específicas y maduras a partir de estas iPSC — y hacerlo en sistemas escalables, desde pequeñas muestras hasta uso industrial. Esto sucede en un dispositivo que recuerda a una gran bola de nieve. Las células madre se introducen en una solución y se mantienen en movimiento constante. Mediante procesos biológicos innovadores, producen continuamente las células inmunitarias previstas. Solo después de unos tres meses, las iPSC deben renovarse para garantizar una calidad constante.

Células inmunitarias a gran escala

La clave del procedimiento: está diseñado en 3D, en lugar de en 2D, como hasta ahora en la base de una placa de Petri. Así, se pueden producir cantidades mucho mayores de las células inmunitarias diseñadas. La escala es ampliable según sea necesario. El Prof. Lachmann destaca: «Hemos investigado durante tres años qué medio, qué ángulo, qué velocidad son óptimos para la producción estandarizada de células inmunitarias a partir de iPSC y hemos ajustado muchos parámetros una y otra vez. El método optimizado es un gran avance para la investigación y evaluación de candidatos a medicamentos, ya que podemos probar su eficacia y seguridad directamente en las estructuras humanas objetivo, sin tener que recurrir a experimentos con animales.»

Su grupo se especializó inicialmente en macrófagos, es decir, células fagocíticas que, como parte importante de la respuesta inmunitaria humana, combaten, por ejemplo, bacterias. En el siguiente paso, Prof. Lachmann y su equipo quieren establecer llamados ensayos de potencia basados en células (por ejemplo, para medicamentos contra el cáncer). Estos sistemas de prueba pueden medir la potencia de medicamentos biológicos y biotecnológicos y desempeñan un papel fundamental en el control de calidad y la aprobación de principios activos y medicamentos. Basándose en su tecnología clave para la producción continua de macrófagos, los investigadores también quieren desarrollar nuevos métodos de fabricación para diferentes productos inmunitarios completamente estandarizados y terapias inmunitarias basadas en células, abriendo así nuevas aplicaciones.

Amplio espectro de aplicaciones

El potencial de las células inmunitarias diseñadas es enorme: por ejemplo, pueden ser modificadas genéticamente para que brillen cuando detectan contaminantes en medicamentos. Hasta ahora, estos contaminantes solo se podían detectar con métodos muy laboriosos. Los tejidos de piel artificial, que ya se utilizan para probar cosméticos, podrían — enriquecidos con células inmunitarias — representar aún mejor las reacciones de un organismo humano. También sería posible usar estas células para monitorear la calidad del aire, ya que al inhalar, las macrófagos y otras células inmunitarias reaccionan primero a los contaminantes en el aire. Y no hay que olvidar su potencial terapéutico: en el futuro, las células inmunitarias artificiales y específicamente adaptadas podrían curar enfermedades como el cáncer en el cuerpo de pacientes.

No sorprende que ya hoy en día las empresas farmacéuticas, fabricantes de cosméticos y organizaciones de investigación muestren un gran interés en este procedimiento y en las células inmunitarias diseñadas. «La demanda nos confirma que la tecnología tiene un gran potencial para su aplicación práctica. Actualmente estamos investigando esto», comenta con entusiasmo Nico Lachmann.