HomeSaluteTumoriCome le cellule tumorali indossano i loro mantelli dell'invisibilità

Come le cellule tumorali indossano i loro mantelli dell’invisibilità

Immagine: panoramica della schermata CRISPR utilizzata in questo studio. Credito: UTSW

I farmaci per l’immunoterapia che colpiscono una proteina chiamata ligando recettore di morte programmata 1 (PD-L1) sulla superficie delle cellule tumorali sono rapidamente diventati un pilastro per il trattamento di molte forme di cancro. Ma esattamente come le cellule tumorali attivano questa proteina non è stato completamente compreso. Una nuova ricerca degli scienziati del UT Southwestern Medical Center, pubblicata oggi su Nature Cancer, espone elementi chiave di questo meccanismo.

I risultati dello studio potrebbero offrire nuovi obiettivi che potrebbero migliorare ulteriormente l’efficacia delle attuali immunoterapie antitumorali.

Quasi un decennio fa, la Food and Drug Administration ha approvato il primo farmaco in una nuova classe di farmaci chiamati inibitori del checkpoint. Questi farmaci invertono un meccanismo di occultamento che molti tipi di cellule tumorali usano per evitare di essere scoperti dal sistema immunitario, permettendo alle cellule immunitarie che combattono il cancro chiamate cellule T di attaccare i tumori. Il blocco dell’interazione tra una di queste proteine ​​occultanti, PD-L1 e il suo recettore sulle superfici delle cellule T costituisce la base di numerosi prodotti farmaceutici attualmente sul mercato, tra cui Nivolumab, Pembrolizumab e Atezolizumab.

Sebbene questi farmaci abbiano fatto progressi per il trattamento di diversi tipi di cancro, in particolare il carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) – la principale causa di decessi associati al cancro in tutto il mondo – come le cellule cancerose sovraesprimono PD-L1 per proteggersi dagli attacchi del sistema immunitario è rimasto un mistero.

Vedi anche:Battaglia tra cancro e sistema immunitario: chi disattiva i geni off?

Per rispondere a questa domanda, Kathryn A. O’Donnell, Ph.D., Professore associato di biologia molecolare presso UT Southwestern e i suoi colleghi hanno iniziato ad osservare ampiamente quali geni potrebbero servire da regolatori per la produzione di PD-L1 nelle cellule NSCLC. Utilizzando CRISPR, che funge da forbice molecolare per rimuovere specifici geni, i ricercatori hanno rimosso singolarmente 19.000 geni in una linea cellulare di NSCLC umana. Quindi, hanno usato un anticorpo PD-L1 fluorescente per vedere quali cellule avevano più o meno PD-L1. Ciò ha permesso loro di identificare i geni che normalmente incoraggiano la produzione di PD-L1, o regolatori positivi, e quelli che ostacolano la produzione di PD-L1 o regolatori negativi.

Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che un potente inibitore per la produzione di PD-L1 è un gene chiamato UROD, che svolge un ruolo chiave nella produzione di eme. Questa sostanza chimica contenente ferro è fondamentale per trasportare ossigeno nei globuli rossi, ma è anche ampiamente necessaria in altre cellule per mantenere un equilibrio normale o omeostasi. Per confermare questi risultati, i ricercatori hanno utilizzato altri metodi per rimuovere l’eme nelle cellule NSCLC e questo ha anche indotto le cellule tumorali polmonari a produrre più proteine ​​PD-L1. Quando i tumori in cui UROD è stato impoverito sono stati impiantati in topi sani, sono cresciuti significativamente più velocemente rispetto a quelli nei topi privi del sistema immunitario funzionante.Questi risultati suggeriscono che attivando la produzione di PD-L1, questo gene accelera il cancro sopprimendo l’immunità antitumorale”, afferma O’Donnell.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che ostacolare la produzione di eme ha avviato un percorso chiamato risposta allo stress integrata (ISR) che le cellule usano ampiamente per affrontare diverse condizioni di stress come basso ossigeno, tossine o carenza di nutrienti. In queste condizioni, le cellule NSCLC hanno utilizzato un meccanismo specializzato, basandosi su una proteina nota come eIF5B, per aumentare la produzione di PD-L1. I ricercatori hanno scoperto che stimolare le cellule con questa singola proteina potrebbe aumentare la produzione di PD-L1, anche senza alterare la sintesi dell’eme.
Esaminando un database di geni che sono sovra o sottoprodotti in vari tumori, O’Donnell e il suo team hanno scoperto che il gene che codifica eIF5B è spesso prodotto in eccesso nei tumori polmonari e che questa sovrapproduzione nei pazienti con carcinoma polmonare era un indicatore di prognosi sfavorevole. “Lo sviluppo di nuovi farmaci che hanno come target specifico questa proteina, o altre proteine ​​coinvolte nella produzione di PD-L1, potrebbe contribuire a migliorare il successo dei farmaci immunoterapici attualmente in uso”, afferma O’Donnell, anch’egli membro dell’UT Southwestern Harold C. Simmons Cancer completo Centro.
“Studiare la relazione tra le risposte allo stress e l’evasione immunitaria nel cancro sarà una priorità importante per il lavoro futuro”, afferma Shruthy Suresh, Ph.D., ex ricercatore ricercatore e primo autore di questo studio.
Fonte: Nature

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