Immagine, un confronto affiancato di una piastrina normale (a sinistra) e l’esca piastrinica (a destra) sotto il microscopio. Credito: A.-L. Papa et al., Science Translational Medicine (2018).

Esche piastriniche che combattono sia i coaguli che il cancro, sono state realizzate da ricercatori dell”Istituto Wyss dell’Università di Harvard.

Le malattie cardiache, l’ictus, la sepsi e il cancro provocano collettivamente il maggior numero di decessi in tutto il mondo. Hanno anche qualcos’altro in comune: tutte sono associate alle piastrine attivate, le cellule che circolano nei nostri flussi sanguigni e normalmente aiutano a formare coaguli di sangue per fermare il sanguinamento e promuovere la guarigione quando siamo feriti, ma possono anche contribuire allo sviluppo di  pericolosi coaguli di sangue, tumori e altri problemi. 

Diversi farmaci antipiastrinici sono stati sviluppati per combattere le condizioni legate alle piastrine, ma i loro effetti non sono facilmente reversibili ed i pazienti che assumono questi farmaci sono a rischio di sanguinamento incontrollato se feriti. Inoltre, se questi pazienti devono subire un intervento chirurgico, devono interrompere il trattamento fino a una settimana prima della procedura, il che aumenta il rischio di sviluppare coaguli di sangue.

Ora, un team di ricercatori presso l’Istituto Wyss dell’Università di Harvard e diverse istituzioni collaboratrici hanno creato una terapia antiaggregante reversibile senza farmaci che utilizza piastrine “esca” disattivate che potrebbero ridurre il rischio di coaguli di sangue e potenzialmente prevenire anche le metastasi del cancro. 

La ricerca è riportata in Science Translational Medicine.

“La reversibilità e l’inizio immediato dell’azione sono i principali vantaggi delle nostre esche piastriniche e prevediamo che siano utili in situazioni ospedaliere come la prevenzione della coagulazione nei pazienti ad alto rischio appena prima di subire un intervento chirurgico o quando somministrate insieme alla chemioterapia per prevenire che i tumori esistenti si diffondano “, ha detto la prima autrice dello studio Anne-Laure Papa che era una postdottorato presso l’Istituto Wyss e lavorava con il Direttore fondatore dell’Istituto, Donald Ingber quando la ricerca è stata effettuata ed è ora Assistant Professor presso la George Washington University. Ingber è anche Professore di biologia vascolare di Judah Folkman presso la Harvard Medical School e  programma di biologia vascolare all’ospedale pediatrico di Boston, nonché Professore di bioingegneria presso la Harvard.

Eliminre i coaguli

Le esche sono piastrine umane le cui membrane lipidiche esterne e il contenuto interno sono stati rimossi in laboratorio tramite centrifugazione e trattamento con un detergente. Poiché sono essenzialmente vuote, queste esche sono circa un terzo delle dimensioni delle piastrine normali, ma conservano la maggior parte delle proteine ​​adesive sulle loro superfici. Queste esche possono ancora utilizzare queste molecole di superficie per legarsi ad altre cellule che si trovano naturalmente nel flusso sanguigno, ma non sono in grado di attivare il processo di coagulazione.

Quando i richiami o esche sono stati perfusi in un canale microfluidico, simile a un canale di simulazione del sangue ed esposti a sostanze chimiche che stimolano le piastrine, non hanno mostrato un normale comportamento di coagulazione. E, quando i ricercatori hanno aggiunto degli ossidi al normale sangue umano (un esca per ogni cinque piastrine) nel canale, hanno scoperto che la normale capacità delle piastrine di aggregarsi e legarsi alle pareti del canale era stata ridotta.

“I richiami o esche, a differenza delle normali piastrine intatte, non sono in grado di legarsi alla parete del vaso e probabilmente ostacolano la normale capacità delle piastrine di legarsi“, ha spiegato Papa.

È importante sottolineare che gli scienziati sono stati in grado di invertire rapidamente l’inibizione delle normali attività piastriniche semplicemente aggiungendo piastrine fresche ai canali. La somministrazione di piastrine per via endovenosa è già una procedura comune negli ospedali. Le esche potrebbero anche essere create da piastrine prelevate dallo stesso paziente, offrendo così una forma di terapia cellulare personalizzata che non innescherebbe una reazione immunitaria.

I ricercatori hanno poi testato le loro esche nei conigli e hanno scoperto che lo stesso rapporto 1: 5 tra le esche e le piastrine normali nel sangue impediva loro di sviluppare coaguli di sangue dopo una lesione dei vasi sanguigni.

 Conigli ed esseri umani hanno una conta piastrinica e delle piastrine simili, quindi è probabile che le esche abbiano lo stesso effetto sui pazienti umani.

Tumori contrastanti

Oltre a legarsi l’un l’altra alle pareti dei vasi sanguigni, è noto che le piastrine si legano alle cellule tumorali, proteggendole dal sistema immunitario del corpo e quindi aiutandole a formare nuovi tumori metastatici in siti distanti. 

Quando il team ha perfuso le piastrine normali e le cellule di cancro al seno umano nei loro canali microfluidici, le cellule tumorali si sono attaccate e hanno iniziato a invadere le pareti del canale, in modo simile al loro comportamento nella formazione di nuovi tumori. In modo incoraggiante, l’aggiunta di esche e di piastrine normali ha impedito quasi completamente alle piastrine di aiutare le cellule tumorali a invadere la parete del canale, suggerendo che potrebbero impedire la formazione di nuovi tumori.

Per confermare questo potenziale, i ricercatori hanno iniettato topi con piastrine umane o una combinazione di piastrine e esche e con cellule di cancro al seno umano. 

Il team ha scoperto che i topi che hanno ricevuto le piastrine e le esche hanno sviluppato tumori metastatici significativamente più piccoli e meno numerosi di quelli che hanno ricevuto piastrine normali. Sebbene non siano ancora stati testati negli esseri umani, è possibile che un giorno questi richiami possano essere infusi in pazienti durante la chemioterapia per prevenire la diffusione di tumori esistenti o iniettati durante interventi chirurgici del cancro per impedire alle cellule tumorali rilasciate di formare nuovi tumori in altre parti del corpo.

Il laboratorio di Papa continua a lavorare su questa tecnologia per assicurare che le esche possano durare più a lungo nel sangue per una maggiore efficacia e studiare se possono essere caricate con farmaci per aiutare a fornire terapie direttamente ai siti di coaguli di sangue e tumori, o forse anche uccidere le cellule tumorali circolanti nel sangue.

“In questo studio, siamo stati in grado di creare quella che è effettivamente una terapia cellulare dominante negativa per prevenire la coagulazione indotta dall’attivazione piastrinica e le cascate metastatiche“, ha detto Ingber. “È un altro esempio di come malattie apparentemente non correlate spesso hanno fattori contribuenti comuni, come infiammazione, stress o, in questo caso, piastrine attivate e che possiamo sviluppare nuove terapie per più disordini prendendo di mira uno di quei fattori chiave”.

Fonte, Science