Dr. Daniel J. Kota é o Diretor do Escritório de Produção e Qualidade Translacional e atua como Diretor do Centro de processamento de terapia celular Ann Kimball and John Johnson Center, das instalações de drogas e dispositivos e do centro cGMP de garantia de qualidade da Houston Methodist Research Institute. Nativo do Brasil, Dr. Kota completou seu pós-doutorando na University of Texas HSC, possui Doutorado em Ciências Médicas pela Texas A&M University, Mestrado em Biologia Molecular e Funcional pela UNICAMP e graduação em Ciências Biológicas pela UNICAMP. Dr. Kota está envolvido na área de terapia celular há mais de 16 anos, seis deles como diretor de instalações de GMP e processos translacionais, onde supervisiona todos os aspectos das operações, desde a viabilidade até a execução e assuntos regulatórios

Dr. Kota também atua como inspetor da Foundation for the Accreditation of Cellular Therapies (FACT) para instalações de processamento de manipulação mínima e superior ao mínimo, membro do Comitê de Qualidade e do Subcomitê de Padrões de Processamento do FACT, membro do Comitê de Padrões de Terapia Celular da AABB, membro da Sociedade Americana de Terapia Genética e Celular ( ASGCT) Comitê CMC, revisor do exame Certified Pharmaceutical GMP Professional (CPGP) da American Society for Quality (ASQ), mentor do Programa de Mentoria para Profissionais em Estágio Inicial (ESP) da Sociedade Internacional de Terapia Celular (ISCT) e participou como palestrante em um evento TEDx falando sobre terapia celular

1) Dr. Kota, sua pesquisa se concentra no potencial uso de propranolol e células-tronco mesenquimais (CTMs) para o tratamento de lesões traumáticas cerebrais (LTCs). Você poderia elaborar como essas duas abordagens terapêuticas distintas se complementam no enfrentamento da complexa fisiopatologia das LTCs?

Estudos retrospectivos de tratamentos com propranolol nas LTC indicaram taxas de sobrevida significativamente melhoradas atribuídas à diminuição do metabolismo cerebral, edema e permeabilidade da barreira hematoencefálica, juntamente com o aumento da perfusão cerebral. Em outro estudo retrospectivo recente, o propranolol demonstrou ser o melhor beta-bloqueador para limitar a lesão secundária e diminuir a mortalidade em pacientes com traumatismo cranioencefálico quando comparado com outros como atenolol, carvedilol, esmolol, labetalol, metoprolol e sotalol. Embora os mecanismos por trás dos benefícios terapêuticos não tenham sido totalmente explicados, acredita-se que o propranolol poderia neutralizar um estado hiperadrenérgico após um surto de catecolamina após LTC, que pode durar um período de tempo variável. Aumentos sistêmicos da epinefrina e noradrenalina correlacionam-se negativamente com um prognóstico com níveis elevados associados a coma e disfunção neurológica. 

Nos últimos anos, células tronco/progenitoras/estromais mesenquimais (CTM) e outras terapias celulares têm sido exploradas para o tratamento das LTC. As CTM foram originalmente exploradas como uma estratégia de substituição de tecidos ou células que, em última análise, não correspondeu às expectativas, mas demonstrou que as CTM são extremamente seguras do ponto de vista clínico, mesmo quando geneticamente modificadas. À medida que o campo das CTM progride, mais estudos estão se concentrando na capacidade das CTMs de modular as respostas imunes. A neuroinflamação desempenha um papel fundamental na patologia das LTC. Após a LTC, a ativação da microglia residente perpetua a resposta neuroinflamatória, levando a um processo neurodegenerativo crônico que dura meses a anos em pacientes com LTC.

Dr. Daniel Kota no 2nd Annual Johnson Center Symposium

2) Seu trabalho envolve testar Teriflunomida (Aubagio) por seu efeito terapêutico no tratamento de LTCs. O que o levou a explorar este agente farmacêutico específico, e quais são suas expectativas quanto ao seu mecanismo de ação na mitigação das consequências das LTCs?

Danos adicionais consideráveis ocorrem nas horas e dias subsequentes após a LTC, muitas vezes referido como lesão secundária e/ou crônica. A neuroinflamação, que foi detectada como duradoura em humanos por até 17 anos, desempenha um papel fundamental na patogênese da LTC. Na fase aguda da LTC, a inflamação ativa e mobiliza células imunes em direção ao local da lesão, que interferem na capacidade endógena do cérebro de se reparar, exacerbando a morte neuronal. Na fase subaguda e crônica, um microambiente inflamatório causado por uma ativação excessiva de células imunitárias contribui ainda mais para a morte neuronal progressiva e um subsequente ciclo inflamatório de feedback positivo.

Estudos passados atribuíram a causa dessa neuroinflamação sustentada e crônica à ativação da micróglia após LTC. Está bem estabelecido que a ativação da micróglia é uma característica da fisiopatologia do LTC, sendo prevalente ao longo de 47 anos de sobrevida de pacientes com LTC. A micróglia ativada polariza-se em fenótipos pró-inflamatórios (M1) e anti-inflamatórios (M2). Horas a dias após a lesão, as micróglias tendem a inclinar-se para um fenótipo M1 à medida que liberam citocinas pró-inflamatórias (fator de necrose tumoral alfa [TNF-alfa], interleucina [IL]-16 e IL-12), quimiocinas e radicais livres. Após vários dias a semanas, a micróglia desenvolve-se num fenótipo M2 anti-inflamatório/não tóxico. Durante a fase crônica, meses a anos após a lesão, acredita-se que a micróglia volte para um fenótipo M1 neurotóxico/pró-inflamatório. A micróglia M2 produz uma série de substâncias neuroprotetoras em resposta a lesões, como citocinas anti-inflamatórias e fatores neurotróficos, incluindo fator de crescimento nervoso, fator de crescimento transformador beta (TGF-beta), IL-10 e antagonista do recetor IL-1 (IL-1ra).

A teriflunomida é uma droga aprovada pela FDA para o tratamento da esclerose múltipla remitente-recidivante (EMRR). A teriflunomida inibe seletiva e reversivelmente a dihidroorotato-desidrogenase (DHODH), uma enzima mitocondrial chave envolvida na  síntese de novo de pirimidinas em linfócitos T e B de rápida proliferação, limitando a patogênese da EMRR. As pirimidinas também estão envolvidas em outras funções celulares, como a síntese de fosfolipídios, glicosilação proteica e lipídica, e reparo da cadeia de DNA. Curiosamente, a teriflunomida demonstrou ter vários mecanismos de ação independentes do DHODH incluindo inibição de citocinas pró-inflamatórias de células mononucleares do sangue periférico (CMSP) e monócitos, modulação da ativação microglial e neurotoxicidade. Estes efeitos não canônicos fazem da teriflunomida um candidato interessante para tratar o LTC.

"Avanços recentes demonstraram que as CTMs podem reparar tecido lesado através de uma variedade de mecanismos, que muitas vezes não dependem da diferenciação destas CTMs. (…) este novo paradigma terapêutico destaca a imunomodulação como uma propriedade terapêutica chave das CTMs, com estudos mostrando que as CTMs podem modular uma variedade de células imunitárias, incluindo monócitos, células dendríticas, macrófagos, células T e células B"

3) Um de seus projetos de pesquisa visa desenvolver marcadores de potência para CTMs, especificamente para o tratamento de LTCs. Como você visualiza esses marcadores de potência aprimorando a eficácia e confiabilidade das terapias baseadas em CTMs, especialmente em configurações clínicas?

Avanços recentes demonstraram que as CTMs podem reparar tecido lesado através de uma variedade de mecanismos, que muitas vezes não dependem da diferenciação destas CTMs. Neste novo paradigma, as CTMs infundidas podem dinamicamente reagir ao microambiente da lesão e exercer benefícios terapêuticos sem a necessidade de enxerto a longo prazo. Mais importante ainda, este novo paradigma terapêutico destaca a imunomodulação como uma propriedade terapêutica chave das CTMs, com estudos mostrando que as CTMs podem modular uma variedade de células imunitárias, incluindo monócitos, células dendríticas, macrófagos, células T e células B. Nosso estudo mostra que a medição de PGE2 pode ser um marcador de potência muito útil para criar um índice de eficácia prevista para preparações de CTMs para tratar LTC.

Dr. Daniel Kota ministrando palestra

4) Sua pesquisa envolve a utilização de CTMs para a prevenção do diabetes tipo 1. Você poderia explicar os mecanismos subjacentes pelos quais as CTMs exercem seus efeitos protetores contra essa doença, e como essa descoberta contribui para o desenvolvimento de novas estratégias preventivas?

Células estaminais/estromais mesenquimais humanas (hCTM) e o TNF-alpha stimulated gene 6 (TSG-6), uma proteína produzida pelas hCTMMSCs em resposta a sinais de tecidos lesados, mostraram habilidade de atrasar o aparecimento de diabetes autoimune espontânea em camundongos NOD inibindo a insulite e aumentando as células T reguladoras (Tregs) no pâncreas. O TSG-6 pode suprimir o desenvolvimento de células inflamatórias Th1 pela inibição direta da ativação das células T ou indiretamente através da supressão da ativação de células apresentadoras.

A pesquisa no campo da diabetes tipo 1 nos últimos 30 anos mudou a nossa compreensão da patogênese de uma doença autoimune aguda para uma doença autoimune crônica, na qual a massa de células ? diminui progressivamente antes do desenvolvimento de diabetes clinicamente sintomática, uma altura em que >70% da massa de células ? já foi destruída e não há secreção de insulina suficiente para manter a homeostase da glicose. Portanto, a prevenção da manifestação do diabetes tipo 1 terá um impacto maior do que uma abordagem focada no tratamento. Nossos resultados sugerem que as hCTMs e o TSG-6 poderiam 1) fornecer uma nova terapia para a prevenção de doenças em indivíduos susceptíveis com alto risco de desenvolver diabetes tipo 1.

5) Dada a natureza intrincada da pesquisa translacional, quais desafios você enfrentou ao transpor suas descobertas de estudos pré-clínicos para ensaios clínicos em humanos, particularmente no contexto de distúrbios neurológicos como LTC e diabetes tipo 1? Como você navega por esses desafios para garantir o sucesso e a segurança de suas intervenções terapêuticas?

Há 6 anos, eu resolvi mudar de carreira de cientista de pesquisa básica para diretor de um centro de terapia celular. Na minha nova carreira, eu combino minha experiência em pesquisa translacional e, com meu time composto de pessoas experientes em Boas Prática de Manufatura, controle de qualidade e conhecimento regulatório, ajudo a levar produtos de terapia celular como CTMs, CAR-T, hepatócitos e Tregs, da pesquisa para a clínica por meio da transferência e desenvolvimento de processos, testes analíticos e suporte regulatório.