I ricercatori dell’Università di San Paolo hanno scoperto una molecola nel veleno degli aracnidi che si comporta come un farmaco chemioterapico comunemente utilizzato per curare la malattia. I risultati preliminari sono stati presentati alla FAPESP Week France.
Il veleno di uno scorpione originario della foresta pluviale amazzonica potrebbe contenere la chiave per una nuova cura per uno dei tumori più letali tra le donne.
Gli scienziati della Facoltà di Scienze Farmaceutiche Ribeirão Preto dell’Università di San Paolo (FCFRP-USP) hanno scoperto una molecola nella tossina della Brotheas amazonicus che colpisce le cellule del cancro al seno in modo simile a un farmaco chemioterapico esistente.
I primi risultati, sviluppati in collaborazione con l’Istituto nazionale di ricerca amazzonica (INPA) e l’Università statale dell’Amazzonia (UEA), sono stati presentati alla Settimana FAPESP Francia, tenutasi a giugno nel capoluogo della regione francese dell’Occitania.
“Attraverso la bioprospezione, siamo riusciti a identificare una molecola nella specie di questo scorpione amazzonico che è simile a quella presente nei veleni di altri scorpioni e che agisce contro le cellule del cancro al seno“, ha detto ad Agência FAPESP Eliane Candiani Arantes, professoressa presso la FCFRP-USP e coordinatrice del progetto.
I ricercatori del FCFRP-USP stanno inoltre portando avanti il lavoro sulla clonazione e l’espressione di composti bioattivi, tra cui proteine derivate dal veleno di serpente a sonagli e scorpione. Questi sforzi fanno parte di progetti finanziati dal FAPESP nell’ambito del Centro per la Scienza Traslazionale e lo Sviluppo di Prodotti Biofarmaceutici (CTS), situato presso il Centro per lo Studio dei Veleni e degli Animali Velenosi (CEVAP) dell’Università Statale di San Paolo (UNESP) a Botucatu.
Questa ricerca in corso ha già portato a un’innovazione brevettata CEVAP nota come sigillante di fibrina, una “colla biologica” prodotta dalla serinoproteinasi estratta dal veleno di serpente (come quello di Bothrops neuwiedi pauloensis e Crotalus durissus terrificus ) combinata con crioprecipitato ricco di fibrinogeno ricavato dal sangue di bufalo, bovini o ovini.
Questi componenti si combinano durante l’applicazione per formare una rete di fibrina che imita i naturali processi di coagulazione e guarigione. Il sigillante è stato studiato per l’uso nell’incollaggio dei nervi, nel trattamento delle lesioni ossee e nel ripristino della mobilità dopo lesioni del midollo spinale. È attualmente in fase tre di sperimentazione clinica, la fase finale di analisi per un nuovo farmaco prima dell’approvazione.
Di recente, i ricercatori hanno clonato ed espresso una diversa serina proteasi del serpente a sonagli, chiamata colineina-1. Questa proteasi ha una sequenza amminoacidica diversa dalla tossina giroxina, che viene estratta direttamente dal veleno del serpente a sonagli e utilizzata nella produzione di sigillante di fibrina.
“La nostra idea ora è quella di ottenere questa serina proteasi attraverso l’espressione eterologa (in un frammento o in un gene completo di un organismo ospite che non la possiede naturalmente) in Pichia pastoris“, ha affermato Arantes.
Attraverso l’espressione eterologa in questo lievito isolato in Francia nel 1950, i ricercatori intendono anche ottenere un fattore di crescita endoteliale chiamato CdtVEGF, che è stato identificato nella specie di serpente a sonagli Crotalus durissus terrificus .
“Questo fattore di crescita favorisce la formazione di nuovi vasi. Combinandolo con la colineina-1, possiamo creare un sigillante di fibrina migliorato rispetto a quello sviluppato al CEVAP, con la possibilità di espanderne la scala industriale, poiché può essere ottenuto tramite espressione eterologa”, ha affermato.
Attraverso l’espressione eterologa, i ricercatori hanno anche identificato due neurotossine con azione immunosoppressiva negli scorpioni. In collaborazione con i colleghi dell’INPA e dell’UEA, hanno scoperto una molecola bioattiva chiamata BamazScplp1 nel veleno dello scorpione Brotheas amazonicus che ha potenziali proprietà antitumorali.
I risultati dei test del peptide sulle cellule del cancro al seno hanno rivelato una risposta paragonabile a quella del Paclitaxel, un farmaco chemioterapico comunemente usato per trattare la malattia. Il peptide induce la morte cellulare principalmente attraverso la necrosi, un’azione simile a quella di molecole identificate in altre specie di scorpioni.
“Intendiamo ottenere queste molecole anche attraverso l’espressione eterologa”, ha affermato Arantes.
Nuove terapie
A Campinas, nell’entroterra dello stato di San Paolo, un gruppo di ricercatori affiliato a un Centro di Ricerca, Innovazione e Diffusione (RIDC) finanziato dal FAPESP – il Centro di Innovazione Teranostica del Cancro (CancerThera) – intende implementare un nuovo approccio per combattere la malattia in Brasile, che integri diagnosi e trattamento mirato.
Questo approccio è stato avviato in Germania e consiste nel marcare molecole bersaglio di vari tipi di tumori con diversi radioisotopi, da utilizzare sia nella diagnostica per immagini che nel trattamento.
“A seconda del tipo di radiazione emessa dall’isotopo che leghiamo alla molecola – positroni o gamma – possiamo produrne immagini utilizzando l’apparecchiatura tomografica disponibile presso CancerThera. Quando documentiamo che un isotopo cattura una quantità eccessiva di una particolare molecola, possiamo sostituirlo con un altro che emette radiazioni più intense localmente e quindi trattare i tumori“, ha spiegato Celso Darío Ramos, professore presso la Facoltà di Scienze Mediche dell’Università Statale di Campinas (FCM-UNICAMP) e uno dei principali ricercatori di CancerThera.
Un gruppo di ricerca di base del centro si dedica all’identificazione di nuove molecole e alla determinazione del loro accumulo in determinati tipi di cancro. Nel frattempo, un team clinico si è concentrato sull’identificazione di nuove applicazioni per molecole note.
“Abbiamo studiato molecole note di tumori ematologici, principalmente il mieloma multiplo, così come altre molecole sconosciute di tumori della testa e del collo, tumori del fegato, sarcomi, tumori del polmone, tumori del colon-retto e tumori gastrici, tra gli altri. Inoltre, abbiamo studiato anche il cancro alla tiroide, che è stato trattato con materiale radioattivo, iodio radioattivo, per molti anni, ma alcuni pazienti sono resistenti. Ecco perché stiamo cercando di identificare un’altra possibilità di trattamento, con un materiale radioattivo diverso, per questi pazienti“, ha detto Ramos all’Agência FAPESP.
Vaccino contro il cancro
Un altro nuovo approccio sviluppato dai ricercatori dell’Istituto di Scienze Biomediche dell’Università di San Paolo (ICB-USP) è un’immunoterapia contro il cancro basata sulle cellule dendritiche.
“Queste cellule svolgono un ruolo unico nella fisiologia del sistema immunitario e sono colpite nei pazienti oncologici”, ha spiegato José Alexandre Marzagão Barbuto, professore presso l’ICB-USP e coordinatore del progetto.
“Qualche anno fa, si è scoperto che è possibile prelevare monociti dalle cellule del sangue dei pazienti oncologici e trasformarli in cellule dendritiche in laboratorio. Ma le cellule dendritiche prodotte in questo modo vengono spesso deviate per indurre tolleranza.“
Per superare questa limitazione, i ricercatori hanno prodotto cellule dendritiche da donatori sani e le hanno fuse con cellule di pazienti affetti da cancro per creare un vaccino che immunizzasse contro i loro stessi tumori.
I risultati ottenuti su vari tipi di cancro e, più recentemente, su pazienti affetti da glioblastoma, suggeriscono che questo approccio potrebbe essere efficace una volta che la risposta immunitaria indotta dal vaccino potrà essere controllata.
“Il sistema immunitario interpreta questo vaccino, basato sulle cellule dendritiche di un donatore sano fuse con le cellule tumorali del paziente, come un trapianto e reagisce violentemente”, ha affermato Barbuto. “Abbiamo condotto i primi studi su pazienti con melanoma e tumore al rene, e i risultati sono stati molto buoni, e su altri con glioblastoma. Ora speriamo di condurre uno studio clinico di fase tre”.
L’intelligenza artificiale nella risonanza magnetica
I progressi nella comprensione e nel trattamento del glioblastoma sono stati al centro dell’attenzione anche dei ricercatori dell’Istituto Universitario del Cancro di Tolosa (IUCT-Oncopole), in Francia. Hanno valutato se l’applicazione dell’intelligenza artificiale alla risonanza magnetica possa determinare con precisione se i pazienti sottoposti a chemioterapia presentano una modificazione del DNA utile per prevedere la loro aspettativa di vita e la loro risposta al trattamento.
Leggi anche: Il veleno dello scorpione potrebbero essere usato per trasportare farmaci al cervello
La modifica, nota come “metilazione della regione del promotore MGMT”, può influenzare il modo in cui la proteina MGMT viene prodotta e modificata.
“Lo stato di metilazione del MGMT è un importante fattore prognostico, ma richiede biopsie che non sono necessariamente rappresentative dell’intero tumore e possono variare in termini di recidiva“, ha spiegato Elizabeth Moyal, ricercatrice presso l’IUCT-Oncopole e coordinatrice del progetto.
In collaborazione con l’informatico Ahmed Berjaoui dell’IRT Saint-Exupéry, il ricercatore ha utilizzato tecniche di intelligenza artificiale già applicate nel settore aerospaziale per superare queste barriere.
“Abbiamo sviluppato un modello in grado di prevedere la sopravvivenza con un’elevata accuratezza , che va dall’80% al 90%, e che supera altre tecniche esistenti“, ha affermato Berjaoui.
Fonte: Fapesp