Una sottile rete metallica caricata con cellule T riduce i tumori solidi

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Immagine, immagine al microscopio del film sottile con cellule T CAR. Credito: Fred Hutchinson Cancer Research Center.

E se un metallo già usato per riparare le ossa rotte, raddrizzare i denti e impedire l’intasamento delle arterie potesse anche essere usato per impedire la diffusione del cancro?

Nuove scoperte pubblicate il 9 dicembre in Nature Biomedical Engineering dagli scienziati del Centro di ricerca sul cancro di Fred Hutchinson mostrano per la prima volta che un piccolo e sottile tessuto metallico carico di cellule immunitarie antitumorali restringe i tumori in modelli preclinici di carcinoma ovarico.

“Le terapie cellulari per combattere il cancro hanno avuto un grande successo nei tumori del sangue, ma non hanno funzionato bene con i tumori solidi”, ha detto l’autore principale dello studio Dr. Matthias Stephan, un membro di facoltà della divisione di ricerca clinica di Fred Hutch. “I nostri risultati fanno un passo significativo verso la realizzazione di terapie cellulari efficaci contro i tumori solidi, dimostrando che una sottile rete metallica caricata con cellule T progettata per combattere il cancro ovarico ha eliminato i tumori nel 70% dei topi trattati”.

I tumori solidi, inclusi i tumori al seno, alle ovaie e al pancreas, hanno una varietà di tattiche per nascondersi e combattere le cellule immunitarie come le cellule T CAR (recettore dell’antigene chimerico). La semplice iniezione di cellule anticancro non ha funzionato; non raggiungono il tumore o se raggiungono le cellule cancerose, si stancano nel tentativo di ucciderle e vengono quindi liberate dal corpo.

Stephan progetta materiali sicuri per il corpo e in grado di trasportare cellule contro i tumori. “Oltre a ridurre al minimo gli effetti collaterali nei pazienti, il nostro obiettivo finale è rendere le terapie con cellule T più veloci ed economiche da realizzare e più facili da fornire ai pazienti”, ha detto il ricercatore.

In un passo verso tale obiettivo, l’ultimo studio di Stephan ha caricato le cellule T CAR indirizzate al carcinoma ovarico su un film metallico poroso simile a una maglia e quindi ha posizionato il film sui tumori.

“Questo non è solo un dispositivo di consegna passiva”, ha detto Stephan. “È una piattaforma di rilascio che innesca un’espansione delle cellule T CAR in grado di superare le difese che i tumori producono contro le cellule immunitarie”.

I ricercatori hanno utilizzato film metallici sottili, quasi traslucidi realizzati da Monarch Biosciences (MonarchBio), che hanno contribuito a finanziare il progetto. I film hanno uno spessore di 10 micrometri, che è 1 milionesimo di metro, o circa sette volte più sottile della larghezza media di un capello umano. Realizzato in nichel titanio, il film può essere impiantato in modo sicuro all’interno del corpo ed è utilizzato in altri dispositivi medici. Visto sotto un potente microscopio, il film ha spazi minuscoli che possono essere configurati in diversi schemi. Gli spazi possono essere riempiti con farmaci o altri liquidi e quindi impiantati nel corpo, dove i liquidi fuoriescono e trovano i loro obiettivi.

Stephan e i suoi colleghi volevano vedere se i film potevano contenere le cellule T e consegnare le cellule ai tumori. “Avevamo bisogno di trovare un modello del film che avrebbe funzionato bene per le cellule T”, ha detto Stephan. “Il modello doveva essere abbastanza piccolo affinchè le cellule non potessero cadere tra le fessure e non troppo piccolo affinchè le cellule T non si sentissero troppo strette e non potessero muoversi”. I ricercatori hanno scoperto che un modello con linee rette che assomiglia a un labirinto ha funzionato meglio con le cellule T. Hanno rivestito il film metallico con una combinazione di materiali che consentono alle cellule T CAR di crescere ed espandersi una volta che sono nel corpo. Il team di Fred Hutch ha caricato il film con cellule T CAR programmate per cercare un marker per le cellule tumorali ovariche, chiamato ROR1.

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Le cellule ingegnerizzate sono state posizionate su entrambi i lati del film e sono state quindi assorbite nel mezzo del materiale. “È come un pezzo di pane spalmato con marmellata su entrambi i lati”, ha detto Stephan. “Il film di metallo è il pane, quindi mettiamo le cellule T CAR su entrambi i lati e poi si immergono anche nel mezzo.” Utilizzando modelli di laboratorio per il carcinoma ovarico, i ricercatori hanno impiantato nei tumori pellicole caricate con cellule T CAR. Le cellule T si sono allontanate dal film e hanno gravitato vicino al tumore. Entro 10 giorni, i tumori sono scomparsi in tutti i topi. Entro 20 giorni, il 70% dei topi è rimasto privo di tumore.

L’approccio, se confermato da più studi e studi clinici, potrebbe eventualmente essere usato per trattare malattie come il cancro del pancreas e delle ovaie, in cui la crescita del tumore potrebbe essere tenuta sotto controllo impiantando il film su di esso. In un altro esperimento riportato nello stesso articolo, i ricercatori di Fred Hutch hanno scoperto che una versione del film simile a un tubo imbevuto di cellule T CAR impediva ai tumori di crescere nel tubo. Questo approccio potrebbe essere utilizzato nei tumori che causano l’ostruzione delle vie aeree o dell’apparato digerente, come il cancro ai polmoni o il cancro del pancreas o il cancro esofageo, dove gli stent vengono utilizzati per impedire ai tumori di interferire con la deglutizione.

“Nell’esperimento attuale ci siamo concentrati sulle cellule T CAR, ma ho potuto vedere questo approccio lavorare con le terapie dei recettori delle cellule T, le cellule natural killer e altri tipi di cellule immunitarie che colpiscono il cancro”, ha detto Stephan.

Fonte, Nature Biomedical Engineering (2019)