In un articolo pubblicato su Rapporti di cella , un team di ricercatori dello SLAC National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia e della Stanford University ha scoperto le caratteristiche uniche di una proteina chiamata VISTA che protegge le cellule tumorali dagli attacchi del sistema immunitario. Una migliore comprensione di come funziona questa proteina potrebbe guidare la progettazione di trattamenti mirati a queste proteine, infiltrarsi nella prima linea di difesa del cancro.

Raccogliere le erbacce

Il corpo umano è composto da migliaia di miliardi di cellule che vengono costantemente create, distrutti e sostituiti con nuovi, come fili d'erba su un prato. Ma quando le cellule iniziano a crescere e a dividersi in modo incontrollato, come erbacce fastidiose, possono formare una massa solida chiamata tumore. Se canceroso, questo tumore può approfondire le sue radici e diffondersi in altre parti del corpo.

La soluzione sembra abbastanza semplice. Proprio come si potrebbe sarchiare un giardino, il sistema immunitario può attaccare queste cellule malate e stroncare il cancro sul nascere. Ma i tumori hanno un'arma segreta:la capacità di nascondersi, utilizzando speciali proteine ​​"checkpoint" come VISTA, e mascherati come al solito, erba sana.

"Quando sorgono le cellule tumorali, sono riconosciuti come estranei e vengono eliminati dal sistema immunitario tramite cellule specializzate note come cellule T, "dice Jennifer Cochran, professore di bioingegneria alla Stanford University. "Ma è stato dimostrato che i marcatori di superficie sulle cellule che circondano il tumore, noti come "punti di controllo immunitari", agiscono come una sorta di mantello dell'invisibilità per proteggere un tumore dal riconoscimento e dalla distruzione del sistema immunitario".

Spogliare il mantello dell'invisibilità

Gli anticorpi approvati dalla FDA che spogliano questo mantello di invisibilità e scatenano attacchi del sistema immunitario sui tumori hanno dimostrato un notevole potere nel trattamento di una varietà di tumori perché consentono al sistema immunitario di trovare e distruggere le cellule tumorali senza gli effetti tossici della chemioterapia. Ma a causa della mancanza di informazioni su come funzionano le proteine ​​del checkpoint, questi farmaci sono efficaci solo per circa un quarto dei pazienti.

In un primo, Il gruppo, guidato da Cochran, Possu Huang, un professore di bioingegneria a Stanford, e Nishant Mehta, un dottorato di ricerca a Stanford candidato, in collaborazione con Irimpan Mathews, un ricercatore presso la Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL), è stato in grado di mappare la struttura di VISTA ad alta risoluzione, che richiedeva una combinazione di tecniche computazionali e sperimentali.

Per comprendere meglio la sua struttura, i ricercatori hanno cristallizzato molecole VISTA, poi ha misurato come i cristalli hanno diffratto i raggi X in una delle linee di luce specializzate di SSRL. Quando i ricercatori hanno analizzato i dati utilizzando strumenti di calcolo, i modelli formati quando i raggi X hanno irradiato i cristalli hanno permesso loro di mappare la forma e la struttura atomica dettagliata della proteina così come il suo epitopo, la parte della molecola che il sistema immunitario può riconoscere e indirizzare.

"Questa ricerca è stata possibile solo grazie alla collaborazione tra esperti di ingegneria molecolare, progettazione computazionale di proteine ​​e biologia strutturale, "dice Matteo.

Abbattere le difese

Per dare seguito a questa ricerca, Mehta spera di utilizzare ciò che hanno appreso sulla struttura e sulla regione di legame di VISTA per sviluppare farmaci che funzionino contro di essa e altre proteine ​​checkpoint.

"Queste proteine ​​impediscono al nostro sistema immunitario di trovare e distruggere le cellule cancerose, " Mehta dice. "Fino ad ora, i ricercatori non avevano un quadro dettagliato di come appare VISTA a livello molecolare. Ciò che abbiamo appreso in questo studio è estremamente utile nella progettazione di nuovi farmaci perché ci dice quali aree prendere di mira per bloccare la funzione della proteina checkpoint".