Sviluppato un cerotto al plasma freddo per l’immunoterapia del melanoma

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Immagine: un quadro schematico del cerotto al plasma freddo per l’immunoterapia del cancro. Credito: Zhen Gu Lab / UCLA

Un team interdisciplinare di ricercatori della UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center ha sviluppato un cerotto in grado di fornire inibitori del checkpoint immunitario e plasma freddo direttamente al melanoma per rafforzare la risposta immunitaria e uccidere le cellule tumorali.

Il cerotto delle dimensioni di un pollice ha più di 200 microneedles ( Microneedle è un innovativo dispositivo medico monouso che consente un’iniezione quasi indolore e accurata nel derma) cavi che possono penetrare nella pelle ed entrare nel tessuto tumorale. Attraverso la struttura cava dei microneedls viene erogato plasma freddo nel sito del tumore che facilita il rilascio di antigeni specifici per il tumore e aumenta la risposta immunitaria. Gli inibitori del checkpoint immunitario – anticorpi che bloccano le proteine ​​del checkpoint, che interferiscono con la funzione del sistema immunitario e impediscono al sistema immunitario di distruggere le cellule tumorali – vengono anche rilasciati dalla guaina dei microneedles per potenziare gli effetti anticancro mediati dalle cellule T.

Nello studio, pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences, i ricercatori della UCLA hanno scoperto che la consegna delle due terapie ai topi con melanoma attraverso il cerotto ha permesso al sistema immunitario di attaccare meglio il cancro, inibendo significativamente la sua crescita e prolungando la sopravvivenza dei topi.

Il team ha anche scoperto che la terapia non solo inibisce la crescita del tumore bersaglio, ma potrebbe anche inibire la crescita di tumori che si erano diffusi ad altre parti del corpo.

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“L’immunoterapia è uno dei progressi più rivoluzionari nella cura del cancro”, ha affermato l’autore senior dello studio Zhen Gu, Professore di bioingegneria presso la UCLA Samueli School of Engineering e membro del Jonsson Cancer Center. “Il nostro laboratorio ha lavorato sull’ingegnerizzazione di nuovi modi per applicare o consegnare farmaci nel sito malato che potrebbero aiutare a migliorare l’efficacia dell’immunoterapia antitumorale e abbiamo riscontrato che il cerotto è un sistema di consegna abbastanza promettente”.

Questo studio è anche il primo a dimostrare che il plasma freddo può essere efficace nel sinergizzare l’immunoterapia del cancro. In fisica e chimica, il plasma è un gas ionizzato, costituito da un insieme di elettroni e ioni e globalmente neutro (la cui carica elettrica totale è cioè nulla). In quanto tale, il plasma è considerato come il quarto stato della materia, che si distingue quindi dallo stato solido, il liquido e aeriforme, mentre il termine “ionizzato” indica che una frazione significativamente grande di elettroni è stata strappata dai rispettivi atomi. Nel cerotto, il plasma freddo viene generato da un piccolo dispositivo che funziona a pressione atmosferica e temperatura ambiente. Pertanto, il plasma freddo può essere applicato direttamente sul corpo, internamente o esternamente.

“Questo studio rappresenta un’importante pietra miliare per l’applicazione del plasma freddo nel campo della medicina”, ha affermato il co-autore senior Richard Wirz, Professore di ingegneria meccanica e aerospaziale presso la UCLA Samueli. “Dimostra che il cerotto microneedle può realizzare la consegna del plasma mentre lavora anche con il farmaco per migliorare l’efficacia della terapia del cancro”.

Il plasma può generare specie reattive dell’ossigeno e specie reattive dell’azoto, che sono un gruppo di specie chimiche che possono distruggere le cellule tumorali“, ha affermato Guojun Chen, che è il co-primo autore dello studio e un borsista post-dottorato nel laboratorio di Gu insieme a Zhitong Chen che è l’altro co-primo autore e post-dottorato nel laboratorio di Wirz.
Il team ha testato il cerotto al plasma freddo su topi con melanoma. I topi che hanno ricevuto il trattamento hanno mostrato un aumento del livello di cellule dendritiche che sono un tipo specifico di globuli bianchi che avvisano il sistema immunitario di un invasore estraneo e iniziano una risposta immunitaria mediata dalle cellule T.
Il gruppo di topi ha anche mostrato una crescita ritardata del tumore rispetto al gruppo non trattato e il 57% era ancora vivo a 60 giorni, mentre i topi in altri gruppi di controllo erano tutti morti.
Questa strategia di trattamento può potenzialmente andare oltre l’immunoterapia antitumorale”, ha affermato Gu, che è anche membro del California NanoSystems Institute presso l’UCLA. “Integrato con altri trattamenti, questo metodo minimamente invasivo può essere esteso per trattare diversi tipi di cancro e una varietà di malattie”.
Questo patch dovrà essere sottoposto a ulteriori test e approvazioni prima di poter essere utilizzata nell’uomo. Ma i membri del team sono certi che l’approccio ha grandi potenzialità.