Aptámeros inmunomoduladores (II)

Hace unos días abríamos un post titulado “Aptámeros inmunomoduladores”. En él, Mario Martínez, investigador del CIMA (Centro Investigación Medica Aplicada, Pamplona (Navarra)), nos hablaba de su grupo de trabajo y nos daba unas bases teóricas para entender qué eran y qué utilidad podían tener este tipo de moléculas.

En el post de hoy, os contamos cómo marcha su proyecto hasta ahora y cuáles son los siguientes pasos a seguir.

¿Qué habéis conseguido hasta ahora?

Hasta la fecha, hemos conseguido sacar adelante tres proyectos:

1.- Selección y caracterización de aptámeros frente a CD28.

2.- Selección y caracterización de aptámeros frente a CD40.

3.- Generación de un aptámero biespecífico frente a MRP1 y CD28.

1.- Selección y caracterización de aptámeros frente a CD28.

El trabajo desarrollado sobre aptámeros moduladores de la respuesta inmunológica vía CD28 (en el contexto de linfoma folicular) se publicó en 2013 en la revista Molecular Therapy Nucleic Acids titulado “CD28 aptamers as powerful immune response modulators”. El enlace a pubmed es el siguiente: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23756353

En dicho proyecto hemos seleccionado dos aptámeros capaces de unirse a CD28 pudiendo destacar varios aspectos: (i) uno de los dos aptámeros, en su forma monomérica, es capaz de interferir con el ligando natural de CD28 (B7) bloqueando la señal de coestimulación; (ii) la dimerización de cualquiera de los dos aptámeros es suficiente para proporcionar la señal de coestimulación tanto en linfocitos CD4⁺ como CD8⁺; (iii) hemos demostrado, por primera vez, la capacidad de una molécula de actuar como agonista y como antagonista; (iv) la capacidad coestimuladora de uno de los aptámeros supera el efecto agonista ejercido por el anticuerpo anti-CD28 siendo capaz de aumentar la respuesta inmunológica celular y humoral frente al idiotipo de linfoma folicular murino A20 y aumentar así la supervivencia de aquellos ratones que reciben el aptámero agonista junto con una vacuna idiotípica.

• Por tanto estos aptámeros anti CD28 pueden utilizarse para modular la respuesta inmunológica bien bloqueando la unión de CD28 a su ligando natural B7 o aumentando la respuesta inmunológica inducida por una vacuna frente al tumor.

2.- Selección y caracterización de aptámeros frente a CD40.

En este proyecto se han seleccionado tres aptámeros con capacidad de unión a CD40. La dimerización de uno de los aptámeros hace que su efecto sea agonista y lo hemos utilizado para la recuperación de aplasia de médula ósea. El aptámero agonista muestra efecto antitumoral directo tanto in vitro como in vivo.  Además, la inhibición del NMD (del inglés, nonsense-mediated mRNA decay) dirigida a linfomas que expresan CD40 se ha optimizado para su posible uso en inmunoterapia ya que aumenta la antigenicidad tumoral, recupera la aplasia de médula ósea y aumenta la presentación antigénica en APCs. En este trabajo hemos desarrollado, de forma novedosa, tres diferentes constructos terapéuticos de aptámeros contra CD40: (i) Un aptámero que bloquea la unión de CD40 a su ligando; (ii) un aptámero agonista de CD40 y (iii) una quimera compuesta por un aptámero agonista de CD40 y un shRNA para la inhibición del NMD.

• En conjunto, todos los resultados muestran que los aptámeros de CD40 se pueden usar para recuperar la aplasia de médula osea. Además, mostramos otras dos estrategias para el tratamiento de linfomas que expresen CD40 bien bloqueando la señal con aptámeros antagonistas de CD40 o aumentando la antigenicidad tumoral dirigiendo la inhibición del NMD.  Este proyecto ya se ha completado y está a la espera de publicación.

3.- Generación de un aptámero biespecífico frente a MRP1 y CD28.

3.1.- Selección y caracterización de aptámeros frente a MRP1.

Hemos seleccionado y caracterizado un aptámero capaz de unirse a la proteína MRP1 (del Inglés, multidrug-resistant protein 1) que no sólo se expresa en variantes tumorales resistentes a quimioterápicos sino también en las células madre del tumor. Hemos usado este aptámero para identificar una subpoblación de células tumorales de melanoma con fenotipo de célula madre tumoral ya que además de ser una subpoblación más agresiva, es más resistente a drogas quimioterápicas.

3.2.- Generación del aptámero trivalente biespecífico CD28-MRP1.

El nuevo aptámero biespecífico es trivalente ya que es capaz de unirse a dos moléculas de CD28 y una molécula de MRP1, dirigiendo la coestimulación de linfocitos T a células que sobreexpresen MRP1. El efecto antitumoral de dicho aptámero ha sido probado de manera sistémica en un modelo de melanoma agresivo y muy poco inmunogénico. Además, hemos utilizado este aptámero para generar una vacuna que hemos denominado CD28AptVax, que consiste en células irradiadas recubiertas del aptámero CD28Apt7dimer (CD28Apt7 en su forma dimérica) para proporcionar una adecuada activación de linfocitos T.

Ésta es la estructura secundaria del aptámero CD28Apt7dimer-MRP1Apt predicha por el programa informático RNAstructure en la que se muestra la trivalencia de la molécula y su biespecificidad.

• El proyecto de generación de un aptámero biespecífico frente a CD28 y MRP1 ya está prácticamente terminado y está a la espera de publicación.

A partir de aquí, ¿cuáles son vuestros próximos pasos?

Nuestro próximo paso es la formulación de una nueva vacuna antitumoral que consiste en células tumorales muertas recubiertas con aptámeros con capacidad inmunomoduladora. Entre ellos, destacamos aptámeros contra 41BB, OX40, CD28, CD40, TIM3, PD1 o  PDL-1 El objetivo es poder activar las moléculas de activación de los linfocitos encargados de eliminar directamente las células tumorales y a su vez inactivar las moléculas de inhibición de dichos linfocitos.

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Por ahora, esto es todo. Desde microbiosandco queremos agradecer a Mario y a su equipo, su colaboración y buena disposición para explicarnos su trabajo y poder realizar este post.

Cuando haya más novedades, os las contaremos aquí.