Come si possono controllare le cellule immunitarie per uccidere il cancro
Progettando cellule T che uccidono il cancro che possono essere manipolate in modo non invasivo tramite controllo remoto, i ricercatori hanno aggiunto una caratteristica potenzialmente potente a un tipo già promettente di immunoterapia noto come terapia con cellule T CAR.
Un rapporto sullo studio, condotto dall'Università della California, San Diego (UCSD), dovrebbe essere pubblicato nel Atti della National Academy of Sciences.
L'immunoterapia, un approccio relativamente nuovo alla lotta contro il cancro, manipola e rafforza il sistema immunitario del paziente per eliminare i tumori.
Un tipo di immunoterapia che sta emergendo rapidamente è la terapia con cellule T del recettore chimerico dell'antigene (cellule T CAR).
Nella terapia con cellule T CAR, le cellule immunitarie chiamate cellule T vengono prelevate da una persona e geneticamente modificate in laboratorio in modo che possano riconoscere e uccidere le cellule tumorali in modo più efficace. Le cellule ingegnerizzate vengono quindi moltiplicate e rimesse nella persona.
Progettato per uccidere le cellule tumorali
La parte geneticamente modificata della cellula T è il recettore dell'antigene chimerico (CAR). Contiene vari elementi sintetici, tra cui uno in grado di riconoscere caratteristiche uniche delle cellule tumorali note come antigeni associati al tumore e un altro che attiva la cellula T per uccidere il bersaglio.
Con lo sviluppo di nuove generazioni di terapia con cellule T CAR, la CAR è diventata sempre più sofisticata e ha acquisito più funzioni, comprese alcune che aumentano il potere antitumorale e la persistenza delle cellule T modificate.
Negli Stati Uniti sono state recentemente approvate due terapie con cellule T CAR: una per il trattamento della leucemia linfoblastica acuta nei bambini e un'altra per il trattamento del linfoma avanzato negli adulti.
Tuttavia, ora ci sono dubbi sul fatto che questo tipo di immunoterapia possa essere utilizzato efficacemente per trattare i tumori con tumori solidi, come quelli della mammella e del colon.
Una preoccupazione è se le cellule T ingegnerizzate possano essere rese sufficientemente potenti da superare la resistenza che il microambiente all'interno di un tumore solido ha alle risposte immunitarie.
Renier J. Brentjens, un oncologo medico e uno dei primi pionieri della terapia con cellule T CAR, afferma che ciò che è necessario è un "super cellula T".
Lui e il suo team al Memorial Sloan Kettering Cancer Center di New York City, NY, stanno lavorando a una soluzione al problema della resistenza del microambiente che chiamano "cellula T CAR blindata".
Caratteristiche meccanogenetiche aggiunte ai linfociti T.
Un'altra preoccupazione che rappresenta una sfida per gli sviluppatori di terapie è che "il targeting non specifico delle cellule T CAR contro i tessuti non maligni può essere pericoloso per la vita", afferma Peter Yingxiao Wang, professore di bioingegneria presso l'UCSD e uno dei ricercatori senior sul nuovo studia.
Nel loro rapporto sulla rivista, il Prof.Wang e il resto del team di studio descrivono come hanno aggiunto nuove funzionalità alla terapia con cellule T CAR in cui le cellule T trasportano moduli che possono essere manipolati per produrre cambiamenti genetici e cellulari attraverso ultrasuoni controllati a distanza e non invasivi.
Credono che le nuove funzionalità rendano potenzialmente la terapia con cellule T CAR più potente nel combattere il cancro e meno probabilità di produrre effetti collaterali negativi.
Dicono che c'è un "bisogno critico" di strumenti che possano funzionare in questo modo, in particolare quando si traducono nuovi trattamenti sperimentali in animali e esseri umani.
Il nuovo approccio è un esempio di meccanogenetica, che è un nuovo campo che manipola le proprietà meccaniche a livello delle cellule per alterare l'espressione genica e le funzioni cellulari.
"Precisione ed efficienza senza precedenti"
Il team ha progettato il CAR sulle cellule T per trasportare sensori meccanici carichi di microbolle che vibrano se esposte a onde ultrasoniche.
Le microbolle attivano una proteina codificata da un gene chiamato Piezo Type Mechanosensitive Ion Channel Component 1 (PIEZO1). La proteina PIEZO1 è un "canale ionico attivato meccanicamente che collega le forze meccaniche ai segnali biologici".
Una volta attivato, il canale PIEZO1 consente agli ioni di calcio di entrare nella cellula T. Questa azione innesca una cascata di reazioni molecolari che attivano i geni che aiutano la cellula T a riconoscere e uccidere le cellule tumorali.
"Questo lavoro", afferma il prof. Wang, "potrebbe portare a una precisione ed efficienza senza precedenti nell'immunoterapia con cellule T CAR contro i tumori solidi, riducendo al minimo le tossicità non tumorali".
"La terapia con cellule T CAR sta diventando un approccio terapeutico che cambia paradigma per il trattamento del cancro".
Prof. Peter Yingxiao Wang
