Le cellule “cross-dressing” possono migliorare il trattamento del cancro

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I ricercatori svizzeri hanno progettato una tecnica innovativa che utilizza i recettori artificiali per migliorare la risposta immunitaria del corpo ai tumori.

Un nuovo studio trova un modo per migliorare la risposta antitumorale del sistema immunitario.

I trattamenti contro il cancro sono in continua evoluzione; uno dei cambiamenti più recenti nel trattamento ruota intorno al miglioramento della risposta immunitaria naturale.

Il nostro sistema immunitario è eccellente per distruggere e rimuovere cellule danneggiate, difettose o vecchie, ma nel caso del cancro, tende ad avere bisogno di un piccolo aiuto.

Le immunotopie sono progettate per stimolare il sistema immunitario di un paziente per combattere il cancro all’interno. Sebbene le ultime immunoterapie possano essere efficaci, funzionano solo per la minoranza di pazienti con tumori solidi.

La gara è in corso per migliorare questi metodi e farli funzionare per una gamma più ampia di pazienti. Coinvolto in questa spinta è un gruppo di Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Svizzera.

Vaccini con cellule dendritiche

Nello specifico, il gruppo svizzero è interessato a migliorare i cosiddetti vaccini a cellule dendritiche. Le cellule dendritiche, dette anche cellule presentanti l’antigene, sono una parte importante del sistema immunitario. Catturano antigeni da corpi estranei e li consegnano a cellule T killer, che quindi neutralizzano la minaccia.

Per creare i vaccini a cellule dendritiche, le cellule dendritiche vengono rimosse dal paziente e dagli antigeni tumorali “alimentati forzatamente” prima di essere rilasciate nuovamente nel paziente. In questo modo, le cellule T killer sono innescate per distruggere le cellule tumorali, che sono normalmente esperti nell’eludere il sistema immunitario.

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I vaccini contro le cellule dendritiche hanno già mostrato risultati promettenti, ma hanno dei limiti. Uno dei principali inconvenienti è che gli antigeni tumorali usati per “nutrire” le cellule dendritiche provengono da tumori cresciuti in laboratorio, non da quelli del paziente. Poiché ciascun tumore è diverso, il vaccino non è esattamente abbinato e, pertanto, può essere attivato solo parzialmente dal tumore residente.

Un nuovo progresso

I ricercatori dell’EPFL, guidati dal prof. Michele De Palma, hanno tentato in qualche modo di risolvere questo problema.

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Due immagini di cellule dendritiche progettate da EVIR (verde) che catturano antigeni tumorali in esosomi (oro / rosso). I nuclei delle cellule sono blu.
Immagine di credito: C. Cianciaruso / M. De Palma / EPFL

Hanno creato recettori artificiali, noti come recettori per l’internalizzazione delle vescicole extracellulari (EVIR).

Le cellule dendritiche vengono estratte da un paziente e gli EVIR vengono inseriti in essi.

Quando le cellule dendritiche vengono restituite al corpo del paziente, sono predisposte a riconoscere i tipi di piccola vescicola chiamati esosomi .

Gli esosomi sono piccoli pacchetti che trasportano varie molecole tra le cellule; importanti in una serie di processi, come la coagulazione, la segnalazione cellulare e la gestione dei rifiuti, sono prodotti da tumori in grandi quantità. Nelle cellule tumorali, si pensa che giochino un ruolo nelle metastasi, aiutando il cancro a raggiungere e prosperare in parti distanti del corpo.

Gli EVIR intrappolano gli esosomi viaggiando attraverso il corpo, dando alle cellule dendritiche il modello esatto del tumore residente. Le cellule dendritiche possono quindi informare le cellule T killer e aumentare la risposta immunitaria del paziente al cancro.

Utilizzando tecniche di imaging, il team ha dimostrato che gli EVIR hanno migliorato il trasferimento degli antigeni tumorali dall’esosoma alla membrana esterna della cellula dendritica.

I loro risultati sono pubblicati questa settimana sulla rivista Nature Methods .

“Chiamiamo questo fenomeno di cross-dressing, che allude al fatto che le cellule dendritiche acquisiscono antigeni immunogenici dal tumore e li mostrano direttamente sulla loro superficie.Questa è una strada affascinante e non convenzionale per la presentazione dell’antigene alle cellule T, che non richiedono interazioni molecolari complesse e limitanti la velocità all’interno della cellula dendritica. ”

Prof. Michele De Palma

Il team spera che questa nuova tecnologia possa finalmente migliorare la specificità e il potere di uccisione dell’immunoterapia. Mario Leonardo Squadrito, primo autore dello studio, spiega:

“La tecnologia EVIR può intercettare un fenomeno naturale – il rilascio di esosomi dai tumori – a beneficio del paziente, che sfrutta gli esosomi pro-tumorali come nanocarrier selettivi di antigeni tumorali, rendendoli disponibili al sistema immunitario per il riconoscimento e il rigetto del cancro.”

Prima che questa tecnologia rivoluzionaria possa essere utilizzata nei pazienti, avrà bisogno di più studi. Gli autori stanno progettando di continuare questa linea di ricerca con gli scienziati dell’ospedale universitario CHUV di Losanna.

Lo studio rivela il meccanismo chiave di come avviene la metastasi del cancro

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Le metastasi del cancro, la migrazione di cellule da un tumore primario a formare tumori distanti nel corpo, possono essere innescate da una perdita cronica di DNA all’interno delle cellule tumorali, secondo un team guidato dai ricercatori del Weill Cornell Medicine and Memorial Sloan Kettering Cancer Center.

Come avviene la metastasi è stato uno dei misteri centrali della biologia del cancro. I risultati, pubblicati il ​​17 gennaio su Nature , sembrano aver parzialmente risolto questo mistero. Gli autori hanno tracciato la complessa catena di eventi che deriva dall’instabilità cromosomica – una caratteristica diffusa delle cellule tumorali in cui il DNA viene copiato in maniera errata ogni volta che queste cellule si dividono, dando luogo a cellule figlie con un contenuto di DNA disuguale. Utilizzando modelli di cancro al seno e al polmone, i ricercatori hanno scoperto che l’instabilità cromosomica porta a cambiamenti nelle cellule che causano metastasi.

“Abbiamo dimostrato che l’instabilità cromosomica può causare una perdita di DNA dai nuclei delle cellule tumorali, portando a una risposta infiammatoria cronica all’interno delle cellule – e le cellule possono essenzialmente dirottare quella risposta per consentirsi di diffondersi in organi distanti”, ha detto lo studio autore principale Dr. Samuel Bakhoum, ricercatore Holman presso Weill Cornell Medicine e residente anziano in oncologia da radiazioni presso il Memorial Sloan Kettering Cancer Center.

La scoperta è principalmente un progresso scientifico di base, ma dovrebbe anche avere implicazioni a lungo termine per lo sviluppo di farmaci antitumorali.

“Le metastasi causano il 90% delle morti per cancro e questo lavoro apre nuove possibilità per mirare terapeuticamente”, ha detto l’autore senior Dr. Lewis Cantley, il direttore Meyer del Sandra e Edward Meyer Cancer Center di Sandra e un professore di biologia del cancro a Weill Cornell Medicina.

Studi precedenti hanno collegato l’instabilità cromosomica alle metastasi, sebbene la ragione del collegamento non sia stata chiara. “La nostra ipotesi iniziale era che l’instabilità cromosomica genera molte cellule tumorali geneticamente diverse e che un processo di selezione darwiniana promuove la sopravvivenza delle cellule che sono in grado di diffondere e formare tumori distanti”, ha detto il dott. Bakhoum.

Quando iniettò cellule tumorali cromosomicamente instabili nei topi, scoprì che avevano molte più probabilità di diffondersi e formare nuovi tumori rispetto alle cellule tumorali in cui era soppressa l’instabilità cromosomica. Questo era vero anche se entrambi i gruppi di cellule tumorali iniziarono geneticamente identici, con lo stesso numero anormale di cromosomi, suggerendo che l’instabilità cromosomica stessa era un driver di metastasi.

I ricercatori hanno esaminato l’attività genica in questi due gruppi di cellule tumorali. Hanno scoperto che quelli con un’elevata instabilità cromosomica avevano un’attività anormalmente elevata derivante da più di 1.500 geni, in particolare in quelli coinvolti nell’infiammazione e nella risposta del sistema immunitario alle infezioni virali. “Queste erano cellule tumorali coltivate in un piatto, non in presenza di cellule immunitarie”, ha detto il dott. Bakhoum. “Siamo rimasti molto sorpresi da questo e ci siamo chiesti cosa potrebbe essere alla base di questa reazione infiammatoria”.

Recenti studi di altri laboratori hanno offerto alcuni indizi: i cromosomi in cellule tumorali instabili a volte possono fuoriuscire dal nucleo cellulare dove risiedono normalmente. Questi cromosomi localizzati male si incapsulano per formare “micronuclei” nel fluido, o citosol, nella parte principale della cellula al di fuori del nucleo principale. Tuttavia, i micronuclei tendono a rompersi alla fine, liberando il DNA nudo nel citosol.

Le cellule interpretano il DNA nel citosol come un segno di un virus infettante, che tipicamente rilascia il suo DNA nel citoplasma quando in un primo momento attacca una cellula. Le cellule umane si sono evolute per combattere questo tipo di infezione virale rilevando il DNA citosolico nudo utilizzando una macchina molecolare chiamata pathway cGAS-STING. Una volta attivato, questo percorso innesca un programma antivirale infiammatorio.

Il dott. Bakhoum e colleghi hanno esaminato le loro cellule tumorali cromosomicamente instabili, e hanno scoperto che avevano effettivamente un sacco di DNA citosolico – e hanno mostrato evidenza di attivazione cronica delle proteine ​​anti-virali cGAS-STING. L’abbassamento dei livelli di cGAS-STING ha ridotto l’infiammazione e ha impedito la capacità delle cellule tumorali altrimenti aggressive di metastatizzare quando iniettate nei topi.

In una normale cellula, una risposta antivirale stimolata dalla perdita di DNA dal nucleo porterebbe presto alla morte della cellula. I ricercatori hanno scoperto, tuttavia, che le cellule tumorali sono riuscite a sopprimere gli elementi letali della risposta cGAS-STING. Allo stesso tempo, usano altre parti della risposta per permettersi di staccarsi dal tumore e diventare mobili all’interno del corpo.

“Cominciano a comportarsi come se fossero determinati tipi di cellule immunitarie, che normalmente vengono attivate dall’infezione”, ha detto il dott. Bakhoum. “In risposta, si spostano molto velocemente nel sito di infezione o ferita nel corpo, facendo così, le cellule cancerose si impegnano in una qualche forma di mimica immunitaria letale.”

I ricercatori stimano, sulla base di recenti studi sulle proprietà dei tumori metastatici, che circa la metà delle metastasi umane hanno origine in questo modo. Attualmente stanno studiando le strategie per bloccare il processo.

Potrebbe non essere possibile prendere in considerazione l’instabilità cromosomica stessa, dal momento che le cellule tumorali sono intrinsecamente inclini a questo, ha detto il dott. Bakhoum. Tuttavia, ha osservato, “le cellule tumorali cromosomicamente instabili, con il loro DNA citosolico, sono fondamentalmente piene del loro stesso veleno”. Annullare la loro capacità di sopprimere la normale e letale risposta antivirale al DNA citosolico, in linea di principio, ucciderebbe queste cellule tumorali aggressive rapidamente, con effetti minimi su altre cellule.

“Uno dei nostri prossimi passi è capire meglio come queste cellule alterano la normale risposta e come possiamo ripristinarla”, ha detto il dott. Bakhoum.

Gli oncologi scoprono il tipo di cellula che dà origine al cancro dei tessuti molli nei bambini

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Gli oncologi dell’Ospedale pediatrico di St. Jude hanno scoperto il tipo di cellula che dà origine al rabdomiosarcoma, il più diffuso tumore dei tessuti molli nei bambini. In precedenza, gli scienziati pensavano che il cancro fosse originato da cellule muscolari immature, perché il tumore somigliava al muscolo al microscopio. Tuttavia, i ricercatori di St. Jude hanno scoperto che il cancro deriva da progenitori immaturi che normalmente si sviluppano nelle cellule che rivestono i vasi sanguigni.

I ricercatori, guidati da Mark Hatley, MD, Ph.D., del Dipartimento di Oncologia, hanno pubblicato i loro risultati nell’8 gennaio della rivista scientifica Cancer Cell .

Hatley ha detto che comprendere la cellula di origine porterà intuizioni male necessarie per aiutare la diagnosi e il trattamento del rabdomiosarcoma. “Stiamo ancora utilizzando la stessa chemioterapia utilizzata 46 anni fa, con gli stessi risultati”, ha affermato Hatley. “Una migliore comprensione del meccanismo del rabdomiosarcoma potrebbe consentire approcci terapeutici completamente nuovi.

“Mentre questi tumori sembrano essere cellule muscolari al microscopio, e i medici avevano pensato che essi provenissero da cellule progenitrici muscolari, ciò non spiegava perché i tumori possono verificarsi in tessuti che non hanno muscoli scheletrici, come la vescica, la prostata e fegato “, ha continuato.

Hatley ha detto che Andrew McMahon, all’università di Harvard, ha ingegnerizzato geneticamente un topo per avere un interruttore biologico che ha permesso ai ricercatori di attivare selettivamente un pezzo chiave di un meccanismo cellulare chiamato Hedgehog. L’attivazione anormale di questa via era nota per scatenare cancri. Jonathan Graff presso l’University of Texas Southwestern Medical Center ha utilizzato questo modello per studiare il ruolo del percorso del riccio nello sviluppo delle cellule di grasso, tuttavia gli animali hanno sviluppato tumori della testa e del collo. Hatley, insieme a Rene Galindo, Eric Olson e in collaborazione con Graff, ha determinato che questi tumori erano rabdomiosarcoma.

“Questi tumori non erano affatto guidati da cellule muscolari, quindi abbiamo deciso di concentrarci sul meccanismo biologico per trovare la cellula di origine in questi tumori di topo”, ha detto Hatley.

I suoi esperimenti hanno rivelato che le cellule che erano diventate rabdomiosarcoma non erano cellule muscolari, ma erano cellule immature che sarebbero maturate nelle cellule che rivestivano la superficie interna dei vasi sanguigni. I vasi sanguigni occupano lo spazio tra le fibre muscolari.

“È stata una sorpresa completa”, ha detto Hatley. “Abbiamo anche scoperto che i tumori si sono sviluppati rapidamente, al momento in uno stadio iniziale di sviluppo che corrisponde a quando tali tumori si sviluppano nei bambini con cancro”.

La scoperta suggeriva che il processo del cancro fosse iniziato prima della nascita. “Infatti, quando abbiamo studiato i topi allo stadio embrionale, abbiamo visto le cellule tra le fibre muscolari espanse in modo esplosivo e formavano tumori all’inizio dello sviluppo”, ha detto Hatley.

I ricercatori hanno anche esplorato se un altro importante meccanismo di attivazione del cancro, chiamato KRAS, potrebbe scatenare il rabdomiosarcoma. Altri scienziati hanno trovato prove che il KRAS potrebbe guidare tali tumori. Tuttavia, quando i ricercatori hanno attivato il KRAS nei modelli preclinici, si è formato un tipo completamente diverso di tumore, chiamato angiosarcoma.

“Questa scoperta ci ha detto che i tumori nel nostro modello dipendevano dall’attivazione della via Hedgehog”, ha detto Hatley. “Ma ha anche suggerito che ci sono probabilmente più cellule di origine per il rabdomiosarcoma.La diversa posizione di tali rabdomiosarcomi può dipendere, ad esempio, dalla cellula di origine.”

Studi dettagliati delle cellule tumorali hanno rivelato che, nel rivoluzionare il tumore maligno, le cellule endoteliali riprendevano anormalmente se stesse durante lo sviluppo iniziale per essere più simili alle cellule muscolari. Una scoperta significativa è stata che le cellule tumorali avevano un meccanismo biologico caratteristico che guida lo sviluppo dei muscoli della testa e del collo. Questa scoperta può aiutare a spiegare perché i rabdomiosarcomi tendono a manifestarsi nella testa e nel collo.

Gli studi genetici delle cellule tumorali hanno rivelato la prova della loro origine come cellule endoteliali. “Siamo stati in grado di guardare indietro nella storia di queste cellule tumorali e vedere che hanno conservato i geni importanti nello sviluppo delle cellule endoteliali”, ha detto Hatley.

Un ulteriore passo importante nella ricerca sarà quello di applicare questi risultati preclinici ai pazienti, analizzando le loro cellule tumorali. Tali studi aiuteranno la diagnosi e il trattamento del rabdomiosarcoma.

“Se gli stessi meccanismi sono veri nei tumori dei nostri pazienti, i risultati potrebbero aiutarci a determinare quali pazienti risponderanno meglio al trattamento”, ha detto Hatley. “E mentre il modello di tumore che stiamo studiando ora non presenta obiettivi per nuovi farmaci, se possiamo scoprire il meccanismo che controlla quel modello, potrebbe produrre bersagli terapeutici”. I risultati possono anche portare a farmaci per prevenire il rabdomiosarcoma nei bambini con una predisposizione genetica al cancro, ha detto Hatley.

La scoperta inaspettata che il rabdomiosarcoma non è in realtà un tumore muscolare può offrire lezioni più ampie per i ricercatori che cercano l’origine cellulare dei tumori. “Queste scoperte ci hanno insegnato a non fare supposizioni sulle origini dei tumori in base al loro aspetto al microscopio o ai geni che vengono attivati”, ha detto Hatley. “Abbiamo bisogno di cercare una comprensione dettagliata della loro biologia evolutiva, una comprensione che può guidarci verso nuove strategie di trattamento”.

Come le cellule immunitarie possono essere controllate per uccidere il cancro

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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.

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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

Ortica: un nuovo approccio al cancro

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Un approccio innovativo al trattamento del cancro utilizza un composto trovato nelle ortiche. Mentre sono i primi giorni, il nuovo trattamento potrebbe offrire trattamenti per il cancro più efficaci e più specifici.
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Un composto trovato in ortiche può aiutare nella lotta contro il cancro.

Un farmaco a base di platino chiamato cisplatino è spesso usato nella lotta contro il cancro . Sebbene possa essere efficace, ci sono carenze significative.

Nel corso del tempo, molti tumori diventano resistenti al farmaco e la sua capacità di uccidere le cellule tumorali diminuisce.

Un altro problema è che gli attacchi di cisplatino sono sani così come le cellule cancerose, portando a una serie di effetti collaterali.

Per questi e altri motivi, vengono continuamente ricercati trattamenti per il cancro più efficienti.

I ricercatori dell’Università di Warwick nel Regno Unito hanno recentemente studiato un nuovo composto per valutare se potrebbe essere utile nella lotta contro il cancro, in particolare il cancro ovarico e il cancro alla prostata .

Il Prof. Peter Sadler, un chimico farmaceutico dell’Università di Warwick, spiega la loro attenzione, dicendo: “I composti di platino sono i farmaci più utilizzati per la chemioterapia del cancro , ma dobbiamo urgentemente rispondere alle sfide di eludere la resistenza e gli effetti collaterali”.

“Il nostro laboratorio”, continua, “è incentrato sulla scoperta di farmaci antitumorali davvero innovativi che possono uccidere le cellule in modi totalmente nuovi: i catalizzatori chemioterapici, in particolare quelli con proprietà immunogeniche, potrebbero fornire una svolta”.

I risultati degli esperimenti del team sono pubblicati questa settimana sulla rivista Nature Chemistry.

Una nuova strada da esplorare

L’ultima sostanza chimica di laboratorio di interesse è JPC11, un composto di organico-osmio. Questo prodotto chimico è riutilizzabile, il che significa che può attaccare il cancro un certo numero di volte.

Una volta nel corpo, JPC11 viene attivato da una “dose non tossica di formiato di sodio”, un composto presente in natura che si trova nelle formiche e nelle ortiche.

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JPC11 altera le cellule tumorali interferendo con i processi metabolici vitali. Le cellule tumorali richiedono energia per dividersi rapidamente e derivano dal piruvato. JPC11 trasforma il piruvato in un lattato innaturale che le cellule cancerogene non possono usare, uccidendole efficacemente.

Poiché una singola dose di JPC11 attacca ripetutamente il cancro, si spera che questo tipo di tecnologia possa portare a trattamenti che richiedono dosi complessive più basse, riducendo così al minimo gli effetti collaterali.

Un altro vantaggio di JPC11 rispetto al trattamento tradizionale è che colpisce specificamente le cellule tumorali, lasciando il tessuto sano relativamente intatto.

“Questo è un passo significativo nella lotta contro il cancro: manipolare e applicare una chimica ben consolidata in un contesto biologico fornisce una strategia altamente selettiva per uccidere le cellule tumorali”.

Dr. James Coverdale, Dipartimento di Chimica dell’Università di Warwick

“Abbiamo scoperto”, aggiunge il dott. Coverdale, “che il chemo-catalizzatore JPC11 ha un meccanismo d’azione unico – e speriamo che questo porterà a trattamenti più efficaci, selettivi e più sicuri in futuro.”

L’importanza della manualità

JPC11 raggiunge le sue capacità di uccidere il cancro intromettendosi nella simmetria molecolare, che altrimenti è conosciuta come la mano o la chiralità.

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Un esempio di manualità molecolare in un amminoacido generico.

Due sostanze chimiche possono essere costruite nella stessa forma con gli stessi atomi, ma essere un’immagine speculare e rispondere in modo diverso in determinate situazioni chimiche.

Un certo numero di composti biologici – enzimi, proteine ​​e DNA, per esempio – vengono consegnati e funziona solo la mano corretta. Nello stesso modo in cui un guanto destro non si adatta alla mano sinistra, la mano di una molecola cambia la sua proprietà.

Quando il formiato di sodio, il composto dell’ortica pungente, interagisce con JPC11, produce molecole di una mano specifica, alterando il modo in cui le cellule tumorali crescono.

Come spiega la dottor Coverdale, “la” prontezza “delle molecole è fondamentale nel corpo: le nostre mani sono quasi identiche, ma sono immagini speculari l’una dell’altra”.

“Lo stesso può essere vero per le molecole”, aggiunge, “e in alcuni casi, avere la molecola dalla mano sbagliata può avere profonde conseguenze biologiche. Crediamo che la manipolazione della” prontezza “delle molecole nelle cellule possa fornire una nuova strategia per combattere le malattie. ”

Come con qualsiasi farmaco sperimentale, è necessario molto lavoro prima che possa essere usato nei pazienti. Il professor Sadler è fiducioso che il team di University of Warwick sia in una buona posizione per spingerlo avanti.

“Ci vorrà del tempo per passare dal laboratorio alla clinica, ma siamo fortunati ad avere un team internazionale di talento, entusiasta, che lavora con i colleghi del Warwick Cancer Research Center oltre i confini della biologia chimica, cellulare e dei sistemi, e medicina del cancro che sono determinati a riuscire. “

Qualsiasi scoperta in oncologia produce interesse per la comunità medica in generale, e questo progresso non è diverso. Il team spera che la manipolazione della manualità delle molecole possa offrire una strategia completamente nuova per combattere le malattie.

Come i batteri dell’intestino possono proteggerti dal cancro

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farmajet gennaio 2018

Una nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Communications , mostra come la nostra dieta influenza i batteri nel nostro intestino, i quali, a loro volta, possono alterare il comportamento dei nostri geni e il rischio di cancro.
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I batteri buoni nel nostro intestino offrono una barriera protettiva contro i virus dannosi, ma possono anche influenzare il comportamento dei nostri geni.

Secondo il National Cancer Institute (NCI), il cancro del colon-retto è il quarto tipo di cancro più comune , dopo seno, polmone e prostata.

Nel 2017, l’NCI ha stimato 135.430 nuovi casi di questo cancro, con oltre 50.000 persone che muoiono a causa della malattia.

Il legame tra i batteri intestinali e il rischio di cancro del colon-retto ha ricevuto sempre più attenzione negli ultimi anni.

Ad esempio, all’inizio dell’anno scorso, Medical News Today ha riportato uno studio che mostra come diverse diete alterano i batteri nelle nostre viscere – il che, a sua volta, influenza il rischio di sviluppare il cancro del colon-retto.

Una nuova ricerca approfondisce la nostra comprensione della connessione tra i batteri intestinali e il rischio di sviluppare il cancro del colon-retto e varie infezioni.

Il nuovo studio – condotto dal dott. Patrick Varga-Weisz, del Babraham Institute di Cambridge, nel Regno Unito – mostra come i batteri intestinali possono influenzare i geni, che quindi influenzano il rischio di malattia.

Il Dr. Varga-Weisz e il team hanno condotto esperimenti con topi e cellule di coltura umana, concentrandosi sul ruolo delle molecole chiamate acidi grassi a catena corta (SCFA) nella prevenzione delle malattie.

Gli SCFA sono prodotti da batteri intestinali durante la digestione di frutta e verdura. Possono spostarsi dai batteri dell’intestino alle nostre cellule di rivestimento dell’intestino, influenzando i nostri geni e il comportamento delle nostre cellule.

Come gli SCFA aiutano a regolare l’attività dei geni

I ricercatori hanno usato gli antibiotici per ridurre i batteri nelle budella dei topi e hanno analizzato i loro campioni fecali e le cellule dal loro epitelio intestinale – cioè il rivestimento all’interno del loro intestino tenue.

Il Dr. Varga-Weisz e il suo team hanno aggiunto gli SCFA alle cellule di cancro del colon umano e hanno scoperto che aumentavano le crotonilazioni , che sono modificazioni proteiche che possono attivare o disattivare i geni.

Queste crotonilazioni sono state prodotte inibendo una proteina chiamata HDAC2. Precedenti studi hanno dimostrato che un elevato numero di proteine ​​HDAC2 può aumentare il rischio di cancro del colon-retto.

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Inoltre, i topi privi di batteri hanno mostrato un alto numero di proteine ​​HDAC2.

Frutta e verdura sono fondamentali per produrre gli SCFA e gli SCFA aiutano a regolare le crotonilazioni.

Quindi, i risultati, spiegano i ricercatori, suggeriscono che la regolazione della crotonia nel genoma delle cellule intestinali può prevenire il cancro e che una dieta sana di frutta e verdura è fondamentale per questa prevenzione.

I risultati offrono un nuovo target per i farmaci antitumorali

L’autrice del primo studio Rachel Fellows spiega: “Gli acidi grassi a catena corta sono una fonte di energia chiave per le cellule nell’intestino, ma abbiamo anche dimostrato che influenzano la crotonilazione del genoma. La crotonilazione si trova in molte cellule ma è particolarmente comune nell’intestino “.

Continua: “Il nostro studio rivela perché questo è il caso identificando un nuovo ruolo per HDAC2, che a sua volta è implicato nel cancro e offre un nuovo interessante target di farmaci da studiare ulteriormente”.

Il Dr. Varga-Weisz afferma: “Il nostro intestino è la casa di innumerevoli batteri che aiutano nella digestione di alimenti come le fibre vegetali, fungono anche da barriera ai batteri nocivi ed educano il nostro sistema immunitario. una parte fondamentale di questi processi. ”

“Ilnostro lavoro illumina come gli acidi grassi a catena corta contribuiscano alla regolazione delle proteine ​​che impacchettano il genoma e, quindi, influenzano l’attività dei geni”.

Dr. Patrick Varga-Weisz

Gli scienziati potrebbero aver trovato un modo per fermare il cancro ed evitare la formazione di metastasi

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Gli scienziati potrebbero aver trovato un modo per fermare il cancro dalla metastasi

Pubblicato da Farmajet Venerdi 12  gennaio 2018
Le metastasi sono la principale causa di morte nel cancro e le attuali cure contro di esso sono inefficaci. Ma la nuova ricerca potrebbe aver trovato un modo per rallentare, e forse anche fermare, la diffusione delle cellule tumorali.
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Una nuova ricerca potrebbe aver trovato un modo per fermare le cellule tumorali (mostrate qui) da strisciante verso altre località.

La metastasi è il processo attraverso il quale il cancro si diffonde in tutto il corpo. Durante questo processo, le cellule tumorali possono invadere il tessuto sano vicino, penetrare nelle pareti dei linfonodi o entrare nei vasi sanguigni circostanti.

Ma una nuova ricerca potrebbe aver trovato un modo per controllare le metastasi inibendo la migrazione delle cellule tumorali. Fermare le cellule dalla migrazione è fondamentale per fermare le metastasi.

Ciò che consente alle cellule tumorali di migrare è un insieme di protrusioni che li aiutano a muoversi. Il team di ricercatori – guidato da Mostafa El-Sayed, Julius Brown Chair e Regents Professor di Chimica e Biochimica presso la Georgia Tech’s School di Atlanta, GA – è riuscito a tagliare con successo queste protrusioni usando una tecnica speciale.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista PNAS.

“Gambe” delle cellule tumorali che si spezzano

Le protrusioni lunghe e sottili che aiutano le cellule tumorali a muoversi sono chiamate filopodia. Sono un’estensione di un insieme di fibre “larghe, simili a lastre” chiamate lamellipodia, che si trovano attorno ai bordi della cellula.

Il suffisso “-podia” (o “-podium”, singolare) deriva dalla lingua greca e significa ” qualcosa di simile a un piede “.

Essenzialmente, lamellipodia e filopodia sono piccole “gambe” che aiutano le cellule sane a muoversi all’interno del tessuto. Ma nelle cellule cancerose, lamellipodia e filopodia sono prodotti in eccesso.

I ricercatori hanno usato i cosiddetti nanorods , fatti di nanoparticelle d’oro, per ostruire queste piccole gambe.

Con l’aiuto della nanotecnologia , gli scienziati sono in grado di ridurre la dimensione di alcuni materiali su una scala nanometrica – con “nano” che significa la miliardesima parte di un metro – a quel punto questi materiali iniziano a mostrare nuove proprietà chimiche e fisiche.

Il Prof. El-Sayed e colleghi hanno introdotto i nanorod in loco. I nanorod erano ricoperti da un rivestimento di molecole, chiamate peptidi RGD, che le rendevano legate a uno specifico tipo di proteina chiamata integrina.

“I nanorod mirati hanno legato l’integrina e bloccato le sue funzioni, quindi non poteva continuare a guidare il citoscheletro a sovrapprodurre lamellipodia e filopodia”, spiega il co-autore Yan Tang, un assistente post-dottorato in biologia computazionale.

Un citoscheletro è la struttura di supporto di una cellula, responsabile di dargli una forma. Ha anche funzioni aggiuntive, con una delle quali è quella di formare le sporgenze filopodia.

Il metodo potrebbe uccidere le cellule tumorali

Gli esperimenti hanno rivelato che legare semplicemente i nanorods all’integrina ha ritardato la migrazione delle cellule tumorali.

È importante sottolineare che questo metodo ha evitato le cellule sane, il che potrebbe rendere drasticamente meno dannosa questa terapia per i pazienti sottoposti a un trattamento chemioterapico tossico .

“Ci sono alcune integrine specifiche che sono sovradimensionate nelle cellule cancerose”, spiega Moustafa Ali, uno dei primi autori dello studio. “E non li trovi così tanto nelle cellule sane.”

Nella seconda fase dell’esperimento, il Prof. El-Sayed e il team hanno riscaldato le nanoparticelle d’oro con un laser a luce nel vicino infrarosso. Ciò ha efficacemente fermato la migrazione delle cellule maligne.

“La luce non è stata assorbita dalle cellule, ma i nanorodori d’oro l’hanno assorbita e, come risultato, hanno riscaldato e parzialmente fuso le cellule cancerogene con le quali sono connesse, il lamellipodia e il filopodia”.

Moustafa Ali

In questo esperimento, non tutte le cellule tumorali sono state uccise, in quanto ciò avrebbe impedito ai ricercatori di esaminare se riuscissero o meno a impedire loro di migrare. Tuttavia, i ricercatori dicono che il metodo potrebbe essere regolato per uccidere le cellule maligne.

Il Prof. El-Sayed ed i suoi colleghi hanno precedentemente condotto esperimenti simili su topi, nei quali hanno applicato lo stesso metodo. La precedente ricerca non ha rilevato tossicità dall’oro fino a 15 mesi dopo il trattamento.

I ricercatori sperano di essere presto in grado di trattare ” tumori della testa, del collo, della mammella e della pelle con iniezioni dirette e locali di nanorod combinato con il laser a basso infrarosso a bassa potenza”.

Il laser potrebbe raggiungere i nanorod d’oro a 4-5 centimetri di profondità all’interno del tessuto, e tumori più profondi potrebbero essere trattati con iniezioni di nanorods più profonde, dicono gli autori.

Cancro: Nuova tecnica per uccidere le cellule Tumorali migliore della Chemioterapia

Postato il di farmajet

Pubblicato da Farmajet gennaio 2018

La chemioterapia, la radioterapia e l’immunoterapia sono tipicamente utilizzate per trattare il cancro, ma non funzionano per tutti i pazienti affetti dalla malattia. In un nuovo studio, gli scienziati hanno scoperto una tecnica di uccisione del cancro che potrebbe essere più efficace delle terapie convenzionali sul cancro.
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I ricercatori hanno scoperto un modo potenzialmente più efficace per uccidere le cellule tumorali.

I ricercatori hanno rivelato come un processo chiamato morte cellulare caspase-indipendente (CICD) ha portato spesso alla completa eradicazione delle cellule tumorali del colon-retto , che non è efficace con i trattamenti del cancro in corso .

Il coautore dello studio, il dott. Stephen Tait, del Beatson Institute del Cancer Research UK presso l’Università di Glasgow, nel Regno Unito, e colleghi hanno recentemente riportato i loro risultati sulla rivista Nature Cell Biology .

Il cancro rimane uno dei maggiori oneri sanitari del nostro tempo. L’anno scorso, negli Stati Uniti sono stati diagnosticati oltre 1,6 milioni di nuovi casi e quasi 600.000 persone sono morte a causa della malattia.

Il dott. Tait e il team spiegano che la maggior parte delle attuali terapie antitumorali agisce inducendo l’apoptosi. L’apoptosi è una forma di morte cellulare programmata, o suicidio cellulare, che aiuta a liberare il corpo da cellule anormali o non necessarie attivando proteine ​​chiamate caspasi. Nelle cellule tumorali, tuttavia, l’apoptosi è spesso inattiva.

Riattivare l’apoptosi nelle cellule tumorali – attraverso la chemioterapia o l’immunoterapia, per esempio – è un modo per ucciderli. Ma questo non è sempre efficace.

La ricerca ha dimostrato che le cellule tumorali sono talvolta in grado di eludere l’apoptosi indotta dal trattamento, e alcuni studi hanno suggerito che l’apoptosi può persino promuovere la crescita del cancro.

CICD, e’ un ulteriore passo avanti e il Dr. Tait e il team suggeriscono che potrebbe essere un modo più efficace per curare il cancro rispetto alle terapie attuali.

Il CICD sollecita l’attacco del sistema immunitario

Nel loro studio, i ricercatori spiegano che il CICD uccide le cellule tumorali attraverso un processo chiamato permeabilizzazione della membrana esterna mitocondriale (MOMP), ma lo fa senza rilasciare le caspasi, che sono le proteine ​​che normalmente vengono rilasciate attraverso l’apoptosi.

“Le cellule […] tipicamente muoiono dopo MOMP anche in assenza di attività caspasica […]”, spiega il team. “Questo definisce il MOMP come un punto di non ritorno che impegna una cellula a morire.”

È importante sottolineare che quando le cellule tumorali muoiono a causa del CICD, inviano segnali al sistema immunitario, spingendolo ad attaccare e distruggere le cellule tumorali che sono riuscite a sfuggire al CICD.

Quando il Dr. Tait e il team hanno testato questa tecnica sui tumori del colon-retto cresciuti in laboratorio, hanno scoperto che riusciva a uccidere quasi tutte le cellule tumorali.

Mentre sono necessari ulteriori studi per confermare la sicurezza e l’efficacia di CICD, i ricercatori ritengono che potrebbe portare a trattamenti migliori per un numero di tumori.

“In sostanza, questo meccanismo ha il potenziale per migliorare notevolmente l’efficacia della terapia anti-cancro e ridurre la tossicità indesiderata.”

Dott. Stephen Tait

“Prendendo in considerazione le nostre scoperte, proponiamo che il coinvolgimento del CICD come mezzo di terapia anti-cancro giustifichi ulteriori indagini”, aggiunge.

È questa la chiave per fermare la diffusione del cancro? Farmajet news

Postato il di farmajet

È questa la chiave per fermare la diffusione del cancro?

tempo di lettura 2 minuti
Farmajet  gennaio 2018
Quando un tumore migra in un’altra parte del corpo, rende il cancro molto più difficile da battere. Uno studio pubblicato di recente, che studia un metabolita chiamato 20-HETE, offre nuove informazioni su questo processo e su come potrebbe essere fermato.
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Dividi e conquista: le metastasi possono essere controllate?

La capacità del cancro di metastatizzare – muoversi attraverso il corpo e mettere radici in una posizione lontana – è una spina nel fianco dei trattamenti contro il cancro.

Un tumore localizzato è molto più facile da trattare e le probabilità di sopravvivenza sono maggiori. Una volta che il tumore si è spostato, può essere più difficile da controllare . Circa il 30% delle persone con tumore al seno sperimenta metastasi, che interessano comunemente i linfonodi, le ossa, il cervello, i polmoni e il fegato.

Comprendere il modo in cui un tumore configura un negozio in parti distanti del corpo è un’importante area di studio. Il problema è che il cancro è incredibilmente abile nel trovare una nuova posizione; infatti, i tumori inviano costantemente cellule nel sangue per vedere se prendono piede e prosperano. Sono anche esperti nel reclutare l’assistenza cellulare e rendere la loro nuova casa perfetta per sostenere la loro continua crescita.

Una nuova ricerca, guardando un metabolita chiamato 20-HETE, spera di imparare come possiamo interrompere la capacità del cancro di riuscire in tessuti distanti.

Che cos’è 20-HETE?

20-HETE (20-Hydroxyeicosatetraenoic acid) è un prodotto di degradazione dell’acido arachidonico, un acido grasso usato ampiamente in tutto il corpo. 20-HETE svolge una serie di ruoli utili, tra cui la regolazione del tono vascolare, il flusso di sangue agli organi e il trasporto di sodio e fluidi nel rene. Il metabolita svolge anche un ruolo nell’infiammazione , aiutando il corpo a combattere le infezioni e altre malattie.

A parte i suoi effetti naturali e positivi, il 20-HETE sembra avere un lato più oscuro e sinistro; queste torbide profondità sono attualmente scandagliate dal collega post dottorato Dr. Thaiz F. Borin e dal suo team alla Augusta University, GA. Le sue ultime scoperte sono state pubblicate questa settimana su PLOS ONE .

Il co-autore Dr. BR Achyut, assistente professore nel Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare di MCG, spiega la personalità di 20-HETE Jekyll and Hyde:

“C’è una funzione normale e c’è una funzione associata al tumore: i tumori colpiscono il nostro sistema e usano quella molecola contro di noi”.

Secondo studi recenti, 20-HETE fornisce al cancro praticamente tutto ciò di cui ha bisogno; fa parte dell’ipotesi “seme e suolo”. Perché una cellula cancerosa si sollevi e si muova, ha bisogno di tutte le sue trasformazioni. Deve staccarsi dalla sua posizione e diventare abbastanza aggressivo per sopravvivere al viaggio; quindi, una volta trovato un nuovo sito, deve reclutare tessuti di supporto e vasi sanguigni.

Secondo il dott. Ali S. Arbab, leader dell’iniziativa di tumore dell’angiogenesi presso il Georgia Cancer Center, studi recenti dimostrano che il 20-HETE prepara il nuovo sito in vari modi. Il metabolita attiva chinasi proteiche utili e fattori di crescita che incoraggiano le cellule a crescere di dimensioni, proliferare e differenziarsi.

Per prosperare, i tumori dipendono anche dalla creazione di nuovi vasi sanguigni, e il 20-HETE può aiutare in questo senso. Inoltre, 20-HETE rivela l’infiammazione, un segno distintivo di molte malattie, tra cui il cancro. Gestisce questo attivando l’attività del fattore di necrosi tumorale alfa e diverse interleuchine.

Distruzione del microambiente tumorale

Negli studi del Dr. Arbab sulle metastasi e sui processi alla base di questo, lui e il suo team sono focalizzati sul “perseguimento di quel microambiente tumorale”. Nello studio più recente, hanno usato una molecola chiamata HET0016, che inibisce le azioni di 20-HETE.

Per testare la capacità di HET0016 di distruggere i poteri di produzione casalinga di 20-HETE, hanno inserito le cellule cancerose nel pad grasso mammario dei topi. Una volta che il cancro aveva messo radici e iniziato a diffondersi, hanno iniettato i topi con HET0016. Il farmaco è stato somministrato per 5 giorni a settimana per 3 settimane.

Dopo solo 48 ore, le cellule tumorali erano meno capaci di muoversi liberamente intorno alla loro provetta.

I farmaci hanno anche ridotto i livelli di metalloproteinasi nei polmoni; questi enzimi distruggono le strutture proteiche, permettendo alle cellule tumorali di penetrare e ai nuovi vasi sanguigni di crescere.

Allo stesso modo, sono state ridotte altre molecole utili per le cellule tumorali, come fattori di crescita e cellule soppressorie derivate da mieloidi. Come dice Arbab, “Si libera una delle protezioni naturali che i tumori usano e la crescita tumorale nel polmone si abbassa.”

Sebbene HET0016 non sia pronto per l’uso nell’uomo, lo studio dimostra che il 20-HETE potrebbe essere un obiettivo utile per prevenire la diffusione del cancro. Arbab nota che esistono già alcuni farmaci sul mercato – compresi alcuni farmaci anti-infiammatori da banco – che potrebbero anche inibire questo percorso molecolare dirottato.

Il team progetta di continuare a cercare modi per prevenire che il cancro costringa 20-HETE a interpretare il cattivo. Prevenire il cancro al seno dalla metastasi sarebbe un enorme passo avanti perché, come scrivono gli autori, “La metastasi a distanza è la principale causa di morte nella maggior parte dei tipi di cancro al seno”.