Come le cellule immunitarie possono essere controllate per uccidere il cancro

Progettando le 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 di immunoterapia già promettente noto come terapia delle cellule T CAR.
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Un trattamento meno invasivo e più potente per il cancro potrebbe essere all’orizzonte.

Un rapporto sullo studio, condotto dall’Università della California a San Diego (UCSD), è ora pubblicato negli 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 dell’antigene chimerico (CAR T cell).

Nella terapia con cellule T CAR, le cellule immunitarie chiamate cellule T sono 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, incluso uno che può riconoscere caratteristiche uniche di cellule tumorali note come antigeni associati al tumore, e un altro che attiva la cellula T per uccidere il bersaglio.

Quando sono state sviluppate nuove generazioni di terapie con cellule T CAR, la CAR è diventata sempre più sofisticata e ha acquisito più funzioni, tra cui alcune che aumentano il potere anti-tumorale e la persistenza delle cellule T modificate.

Negli Stati Uniti sono state recentemente approvate due terapie con cellule TAC : 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 preoccupazioni riguardo al fatto se questo tipo di immunoterapia possa essere usato efficacemente per trattare tumori con tumori solidi, come quelli del seno e del colon.

Una preoccupazione è se le cellule T ingegnerizzate possano essere rese abbastanza potenti da superare la resistenza che il microambiente all’interno di un tumore solido deve 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 una “super cellula T”.

Lui e il suo team al Memorial Sloan Kettering Cancer Center di New York City, New York, stanno lavorando a una soluzione al problema della resistenza microambiente che chiamano una “cellula T blindata”.

Funzionalità Mechanogenetic aggiunte a cellule T

Un’altra preoccupazione che rappresenta una sfida per gli sviluppatori di terapia è che “il targeting non specifico delle cellule T CAR contro i tessuti non maligni può essere potenzialmente letale”, dice Peter Yingxiao Wang, professore di bioingegneria presso l’UCSD e uno degli investigatori senior sul nuovo studia.

Nel loro rapporto del diario, il Prof. Wang e il resto del gruppo di studio descrivono come hanno aggiunto nuove funzionalità alla terapia delle cellule T CAR in cui le cellule T portano moduli che possono essere manipolati per produrre cambiamenti di geni e cellule attraverso ultrasuoni controllati a distanza e non invasivi .

Ritengono che le nuove caratteristiche possano rendere la terapia delle cellule CAR T più potente nella lotta contro il cancro e meno probabilità di produrre effetti collaterali avversi.

Dicono che c’è un “bisogno critico” di strumenti che possono funzionare in questo modo, in particolare quando si traducono nuovi trattamenti sperimentali su animali e 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 la CAR sulle celle T per trasportare sensori meccano dotati di microbolle che vibrano se esposte alle 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 di ioni meccanicamente attivato che collega le forze meccaniche ai segnali biologici”.

Una volta attivato, il canale PIEZO1 consente agli ioni calcio di entrare nella cellula T. Questa azione innesca una cascata di reazioni molecolari che attivano geni che aiutano le cellule T a riconoscere e uccidere le cellule tumorali.

“Questo lavoro,” dice il Prof. Wang, “potrebbe alla fine portare ad una precisione ed efficienza senza precedenti nell’immunoterapia delle cellule T CAR contro i tumori solidi, riducendo al minimo le tossicità off-tumor”.

La terapia con le cellule T CAR sta diventando un approccio terapeutico mutevole per il trattamento del cancro”.

Prof. Peter Yingxiao Wang

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