Tumori solidi-Immagine Credit Public Domain-
Silenziando il percorso molecolare che impedisce ai macrofagi di attaccare le nostre stesse cellule, gli ingegneri dell’Università della Pennsylvania hanno manipolato questi globuli bianchi per eliminare i tumori solidi.
Il cancro rimane una delle principali cause di morte negli Stati Uniti con oltre 600.000 decessi all’anno. I tumori solidi come nel seno, nel cervello o nella pelle sono particolarmente difficili da trattare. La chirurgia è in genere la prima linea di difesa per i pazienti che combattono contro i tumori solidi. Ma la chirurgia potrebbe non rimuovere tutte le cellule cancerose e le cellule rimanenti possono mutare e diffondersi in tutto il corpo. Un trattamento più mirato e olistico potrebbe sostituire l’approccio schietto della chirurgia con uno che elimina il cancro dall’interno utilizzando le nostre stesse cellule.
Dennis Discher, Robert D. Bent, Professore di ingegneria chimica e biomolecolare e il borsista postdottorato Larry Dooling, forniscono un nuovo approccio alle terapie mirate per i tumori solidi nel loro studio pubblicato su Nature Biomedical Engineering. La loro terapia non solo elimina le cellule cancerose, ma insegna al sistema immunitario a riconoscerle e ucciderle in futuro.
“A causa delle proprietà fisiche di un tumore solido, è difficile progettare molecole che possano entrare in queste masse“, afferma Discher. “Invece di creare una nuova molecola per svolgere il lavoro, proponiamo di utilizzare cellule che ‘mangiano’ gli invasori: i macrofagi“.
I macrofagi, un tipo di globuli bianchi, inghiottono e distruggono immediatamente – fagocitano – invasori come batteri, virus e persino impianti per rimuoverli dal corpo. La risposta immunitaria innata di un macrofago insegna al nostro corpo a ricordare e ad attaccare le cellule invasori in futuro. Questa immunità appresa è essenziale per creare una sorta di vaccino contro il cancro.
Ma un macrofago non può attaccare ciò che non può vedere!!
“I macrofagi riconoscono le cellule tumorali come parte del corpo, non come invasori“, afferma Dooling. “Per consentire a questi globuli bianchi di vedere e attaccare le cellule tumorali, abbiamo dovuto studiare il percorso molecolare che controlla la comunicazione cellula-cellula. Disattivare questo percorso, un’interazione checkpoint tra una proteina chiamata SIRPa sul macrofago e la proteina CD47, è stata la chiave per creare questa terapia“.
I macrofagi ingegnerizzati sono stati messi alla prova su “tumoroidi”, conglomerati di cellule di melanoma di topo in piastre di coltura. I macrofagi si sono raggruppati in modo cooperativo attorno alle cellule tumorali, le hanno separate e hanno progressivamente distrutto il tumore.
Quando sono state testate in vivo, le cellule ingegnerizzate sono state in grado di eliminare i tumori nell’80% dei topi. È importante sottolineare che l’eliminazione del tumore ha innescato una risposta immunitaria adattativa. Settimane dopo, l’anticorpo anti-cancro immunoglobulina G è aumentato.
Vedi anche:Una sottile rete metallica caricata con cellule T riduce i tumori solidi
Questa terapia con macrofagi ingegnerizzati funziona al meglio in combinazione con la terapia anticorpale esistente. Un giorno, i pazienti potrebbero essere in grado di fare affidamento su queste cellule ingegnerizzate per eliminare i tumori solidi e la necessità di trattamenti futuri.
Spiegano gli autori:
“Nei tumori solidi, l‘abbondanza di macrofagi è tipicamente associata a una prognosi infausta. Tuttavia, i cluster di macrofagi nei nidi di cellule tumorali sono stati associati alla sopravvivenza in alcuni tipi di tumore. Qui, utilizzando organoidi tumorali comprendenti macrofagi e cellule tumorali opsonizzate ,rendere un antigene visibile per il sistema immunitario innato, tramite un anticorpo monoclonale, mostriamo che gruppi altamente ordinati di macrofagi fagocitano in modo cooperativo le cellule tumorali per sopprimere la crescita tumorale. Nei topi con tumori scarsamente immunogenici, la consegna sistemica di macrofagi con proteina alfa regolatrice del segnale (SIRPα) geneticamente eliminata oppure con blocco del checkpoint del macrofago CD47-SIRPα è stata combinata con l’anticorpo monoclonale e successivamente ha innescato la produzione di immunoglobulina opsonizzante G, ha aumentato sostanzialmente la sopravvivenza degli animali e ha contribuito a conferire una protezione duratura dalla ricomparsa del tumore e dalle metastasi. Massimizzare la potenza fagocitica aumentando il numero di macrofagi, mediante l’opsonizzazione delle cellule tumorali e interrompendo il checkpoint fagocitico CD47-SIRPα può portare a risposte antitumorali durature nei tumori solidi“.
La terapia con i macrofagi può essere la chiave per un vaccino contro il cancro che distrugge le cellule tumorali e insegna al corpo a distruggere le cellule tumorali emergenti in futuro, un punto di svolta nella lotta contro il cancro.
Più membri nel laboratorio di ingegneria biofisica guidato da Dennis Discher, tra cui il co-autore principale e borsista post-dottorato Jason Andrechak e lo studente Brandon Hayes, hanno contribuito a questo studio.
