(Tumori-Immagine Credit Public Domain).
Una nuova piattaforma tecnologica potrebbe portare ai pazienti affetti da tumori, terapie cellulari personalizzate.
I ricercatori della Northwestern University hanno sviluppato un nuovo strumento per sfruttare le cellule immunitarie per combattere il cancro in modo rapido ed efficace.
I loro risultati, pubblicati sulla rivista Nature Biomedical Engineering, hanno mostrato un drastico restringimento dei tumori nei topi rispetto ai tradizionali metodi di terapia cellulare. Con un nuovo dispositivo microfluidico che potrebbe essere stampato in 3D, il team ha moltiplicato, selezionato e raccolto centinaia di milioni di cellule, recuperando il 400% in più delle cellule che si nutrono di tumore rispetto agli approcci attuali.
La maggior parte dei trattamenti per il cancro coinvolge sostanze chimiche tossiche e sostanze estranee, che causano effetti collaterali dannosi e indeboliscono la risposta immunitaria del corpo. L’uso del tessuto del proprio corpo può eliminare gli effetti collaterali e il rischio di rigetto, e molte terapie per la malattia nella medicina rigenerativa e nel trattamento del cancro hanno preso piede nella clinica.
“Le persone con melanoma avanzato sono state curate nella clinica attraverso il trattamento con le proprie cellule immunitarie che sono state raccolte dal tessuto tumorale”, ha affermato Shana O. Kelley, pioniera della biotecnologia traslazionale e corrispondente autrice dell’articolo. “Il problema è che, a causa del modo in cui le cellule vengono raccolte, la strategia funziona solo in un numero molto piccolo di pazienti”.
Kelley è Professore di Chimica e Ingegneria Biomedica presso la Northwestern University Weinberg College of Arts and Sciences e McCormick School of Engineering e Professore di biochimica e genetica molecolare presso la Northwestern University Feinberg School of Medicine.
Le cellule di interesse, chiamate linfociti infiltranti il tumore (TIL), sono cellule immunitarie naturali che invadono il tessuto tumorale impegnando le cellule in una forma di combattimento corpo a corpo che assomiglia a qualcuno che usa insetticida su un’erbaccia. Ma, in questo scenario, i ricercatori precedenti hanno attaccato le erbacce con un contenitore di sostanze chimiche scaduto a metà.
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Questo è il caso delle terapie cellulari utilizzate oggi nelle cliniche, dove una miscela di cellule “esaurite” e “naive” viene utilizzata per curare i tumori. Dopo essere state estratte dal tessuto, le cellule vengono coltivate in laboratori lontani dai pazienti da cui sono state raccolte. Quando si sono moltiplicate e sono pronte per essere ricollocate nel corpo, molte delle cellule sono esaurite e incapaci di combattere, essendo state nel tumore per troppo tempo.
Assemblare i migliori combattenti
Usando una nuova tecnologia chiamata microfluidic affinity targeting of infiltrating cells (MATIC), i ricercatori possono individuare quali cellule sono più attive attraverso tecniche di cell sorting abilitate con la nanotecnologia. Nel documento, gli scienziati hanno utilizzato MATIC per trovare quella che gli autori chiamavano la “popolazione di riccioli d’oro” di cellule, producendo risultati inverosimili per la popolazione di topi che stavano osservando. I tumori nei topi si sono ridotti drasticamente – e in alcuni topi sono scomparsi completamente – producendo un grande miglioramento dei tassi di sopravvivenza rispetto ai metodi più tradizionali di recupero delle cellule TIL.
“Invece di dare ai topi questa miscela di cellule con fenotipi diversi, stiamo dando loro l’unico fenotipo cellulare che può effettivamente aiutarli”, ha detto Kelley. “Vedi molta più potenza e un tasso di risposta molto più alto quando ti avvicini davvero al punto debole della reattività dei linfociti T”.
Tecnologia riproducibile e accessibile per trattare i tumori
Poiché la tecnologia del suo team è piccola e facilmente riproducibile, Kelley ha affermato che sarebbe possibile portare il dispositivo stampato in 3D in ambienti ospedalieri, piuttosto che confinarlo in un laboratorio. Avvicinare la terapia cellulare ai pazienti ridurrebbe drasticamente i costi di ricerca e sviluppo e alla fine fornirebbe il trattamento a più persone.
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Kelley è entrata a far parte della Northwestern in agosto dall’Università di Toronto e ha continuato a studiare come la sua piattaforma potrebbe far progredire i trattamenti contro il cancro. Ora sta usando il dispositivo per cercare gli stessi tipi di TIL nei campioni di sangue, il che eliminerebbe la necessità di un intervento chirurgico per rimuovere un piccolo pezzo di tumore prima di questa forma di trattamento.
Kelley ha lanciato una piccola azienda per commercializzare i suoi dispositivi e prevede di collaborare con partner del settore e collaboratori della Northwestern per continuare ad espandere i casi d’uso per lo strumento.
La piattaforma stessa è stata utilizzata in tutte le applicazioni, principalmente per l’analisi e la misurazione di cellule rare nel corpo.
“Quando ci occupiamo dello sviluppo di una nuova tecnologia, in genere finiamo con un martello e quindi dobbiamo cercare un chiodo”, ha detto Kelley. “Siamo stati introdotti ai problemi della terapia cellulare ed è stato immediatamente evidente che si trattava di una soluzione perfetta”.
Fonte: Northwestern University
