Un “interruttore” per accendere le cellule: nuove frontiere di immunoterapia contro il cancro

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La stimolazione dei nanorods d'oro per l'attivazione dell'interruttore genetico (fonte http://www.rh.gatech.edu )

“Accendere” le nostre cellule dell’immunità per aggredire un tumore, come se avessimo a disposizione un interruttore.

Ciò che può sembrare fantascienza o un prodotto della fantasia di un millantatore, grazie alla ricerca è realtà: i ricercatori del “Georgia Institute of Technology” sono riusciti a riattivare delle particolari cellule del sistema immunitario in prossimità di un tumore portando alla completa eradicazione della neoplasia.

L’immunoterapia

Il nostro sistema immunitario è un instancabile guardiano, che prova a proteggerci da qualsiasi minaccia sia esterna che interna.

Sebbene l’immediata associazione riporti alla lotta contro i microorganismi –batteri, virus, ecc.– non tutti sono a conoscenza del fatto che questo silenzioso quanto efficace sistema ci protegge anche dai tumori.

Sfortunatamente questo meccanismo, seppur molto efficace, non è perfetto. In alcuni casi le cellule tumorali riescono ad “evadere” i controlli del sistema immunitario, portando all’instaurarsi della neoplasia.

L’immunoterapia, una delle armi a disposizione dei medici, si basa sull’aggressione del tumore attraverso l’utilizzo o il potenziamento delle armi già in dotazione al sistema immunitario, stoppando o rallentando la progressione del tumore, bloccando eventuali metastasi e potenziando il sistema immunitario (come nel caso qui riportato).

Lo studio

Lo studio è stato pubblicato sulle pagine di “ACS Synthetic Biology” della società americana di chimica.

Sebbene i risultati siano promettenti, un cauto ottimismo è d’obbligo: i risultati sono stati ottenuti su cavie murine e servirà ancora del tempo prima di vedere applicate delle possibili terapie basate su questa tecnica.

Alla base di questo studio v’è una particolare porzione del genoma di specifiche cellule immunitarie, i linfociti T.

Recenti studi hanno dimostrato come questa porzione, necessaria per una corretta risposta immunitaria, abbia un’attività relativamente minima in condizioni basali e molto elevata se esposta ad alte temperature (40°- 45°) per brevi periodi di tempo.

Il motivo di questo comportamento risiede nel fatto che queste porzioni del genoma sono costituite dal promotore del gene HSPA6, codificante per la proteina da shock termico HSP70B’.

Le proteine da shock termico hanno un ruolo pivotale nel nostro organismo. Ne esistono di diverse classi all’interno delle nostre cellule e la loro trascrizione viene attivata quando le nostre cellule sono esposte a danni esterni (in particolare le alte temperature).

La loro funzione è quella di impedire possibili danni cellulari riportando al corretto folding (ripiegamento) le proteine che, a causa di offese esterne (alte temperature), vengono danneggiate.

Utilizzando questo particolare interruttore, nascosto all’interno di questa importante porzione genomica, i ricercatori hanno quindi simulato le alte temperature per indurre l’attivazione di questa porzione, portando all’innesco del promoter della proteina HSP.

Come raggiungere la temperatura necessaria?

Sebbene le cellule T contengano “di serie” questo interruttore particolare, era necessario raggiungere delle particolari temperature per attivare questa porzione.

Per ovviare a questo problema, i ricercatori hanno implementato nel tessuto tumorale delle cavie murine delle AuNRs o “nanorods d’oro” (letteralmente “nano-aste” fatte d’oro).

Queste nanorods hanno la particolarità di raggiungere determinate temperature se esposte a stimoli fototermici: utilizzando questa funzione i ricercatori hanno portato l’ambiente esterno della porzione tumorale alla temperatura richiesta di 40°- 45°C.

Andando quindi ad inoculare nelle cavie le cellule di Jurkat (linfoblasti T, cellule appartenenti alla serie dei linfociti T), si è visto che queste cellule, trovando questa condizione in prossimità del tumore, sono state indotte alla trascrizione di questa particolare porzione genomica, arrivando ad attivarsi proprio dove era necessario.

Grazie ad uno stimolo fototermico pulsatile, l’obiettivo dello studio è stato raggiunto: la completa eradicazione del tessuto tumorale dalle cavie murine.

Fonte| Remote Control of Mammalian Cells with Heat-Triggered Gene Switches and Photothermal Pulse Trains