(PhysOrg.com) -- Gli scienziati dell'UCLA hanno scoperto un modo per risvegliare il sistema immunitario e combattere il cancro fornendo una proteina che stimola il sistema immunitario in un contenitore su scala nanometrica chiamato caveau direttamente nei tumori del cancro del polmone, sfruttando le difese naturali del corpo per combattere la crescita delle malattie.

Le volte, capsule nanometriche a forma di botte che si trovano nel citoplasma di tutte le cellule dei mammiferi, sono stati progettati per rilasciare lentamente una proteina, la chemochina CCL21, nel tumore. Studi preclinici su topi con cancro ai polmoni hanno mostrato che la proteina stimolava il sistema immunitario a riconoscere e attaccare le cellule cancerose, inibendo potentemente la crescita del cancro, disse Leonardo Roma, un ricercatore presso il Jonsson Comprehensive Cancer Center dell'UCLA, direttore associato dei California NanoSystems Institutes e co-autore senior dello studio.

"I ricercatori lavorano da molti anni per sviluppare terapie immunitarie efficaci per curare il cancro, con scarso successo, " disse Roma, che studia i caveau da decenni. "Nei tumori polmonari, il sistema immunitario è down-regolato e quello che volevamo fare era svegliarlo, trovare un modo per far dire al sistema immunitario il cancro, 'Hey, Sono un tumore e sono qui. Vieni a prendermi.' "

Lo studio appare nel 3 maggio, numero 2011 di PLoS One , una rivista peer-reviewed della Public Library of Science.

Il nuovo sistema di consegna del caveau, che Roma definiva "solo un sogno" tre anni fa, si basa su un periodo di 10 anni, sforzo di ricerca in corso incentrato sull'utilizzo dei globuli bianchi di un paziente per creare cellule dendritiche, cellule del sistema immunitario che elaborano il materiale antigenico e lo presentano sulla superficie ad altre cellule del sistema immunitario. Uno studio di Fase I che fa parte dello sforzo, guidato dal Dr. Steven Dubinett dell'ULCA, ha utilizzato un adenovirus con deficienza di replicazione per infettare le cellule dendritiche e spingerle a secernere eccessivamente CCL21, la prima volta che la chemochina è stata somministrata all'uomo. Le cellule ingegnerizzate – 10 milioni alla volta – sono state poi iniettate direttamente nel cancro del polmone del paziente per stimolare una risposta immunitaria.

Lo studio in fase iniziale ha dimostrato che il metodo delle cellule dendritiche è sicuro, non ha effetti collaterali e sembra aumentare la risposta immunitaria – Dubinett e il suo team hanno scoperto che i linfociti T circolano nel flusso sanguigno con specifiche firme di citochine, indicando che i linfociti stavano riconoscendo il cancro come un invasore estraneo.

Però, il processo per generare cellule dendritiche dai globuli bianchi e ingegnerizzarli per secernere eccessivamente CCL21 è complicato, costoso e dispendioso in termini di tempo. Richiede anche una suite di buone pratiche di fabbricazione (GMP), un laboratorio specializzato fondamentale per la crescita sicura e la manipolazione delle cellule, che molti istituti di ricerca non hanno.

"Diventa complicato, " ha detto Dubinet, direttore del Lung Cancer Program presso il Jonsson Comprehensive Cancer Center dell'UCLA, professore di patologia e medicina di laboratorio, membro del California NanoSystems Institute e co-autore senior del documento. "Devi avere una confluenza di cose che accadono - il paziente deve essere clinicamente idoneo per lo studio e abbastanza sano per partecipare, dobbiamo essere in grado di far crescere le cellule e poi modificarle geneticamente e restituirle".

C'era anche la sfida della variabilità da paziente a paziente, disse Sherven Sharma, un ricercatore sia al Jonsson Cancer Center che al California NanoSystems Institute, professore di medicina polmonare e terapia intensiva e co-autore senior dello studio. Era più facile isolare e far crescere le cellule dendritiche in alcuni pazienti che in altri, quindi i risultati non erano coerenti.

"Volevamo creare un modo più semplice per sviluppare un ambiente che stimolasse il sistema immunitario, " ha detto Sharma.

Nello studio di Fase I, ci vuole più di una settimana per differenziare i globuli bianchi in cellule dendritiche e farli crescere fino ai milioni necessari per la terapia. Le cellule dendritiche sono infettate da un virus progettato per trasportare un gene che ha causato la secrezione di CCL21 da parte delle cellule e quindi iniettato nel tumore del paziente utilizzando l'imaging guidato.

"Abbiamo pensato che se potessimo sostituire le cellule dendritiche con un nano-veicolo per fornire il CCL21, avremmo un trattamento più semplice e meno costoso che potrebbe essere utilizzato anche presso le istituzioni che non hanno GMP, "Dubinet ha detto.

In caso di successo, il metodo di consegna del caveau aggiungerebbe un'arma disperatamente necessaria all'arsenale nella lotta contro il cancro ai polmoni, che rappresenta quasi un terzo di tutte le morti per cancro negli Stati Uniti e uccide un milione di persone in tutto il mondo ogni anno.

"È fondamentale trovare terapie nuove e più efficaci per combattere questa malattia mortale, " Ha detto Dubinett. "In questo momento non abbiamo opzioni adeguate per le terapie per il cancro del polmone avanzato".

Le nanoparticelle della volta contenenti il ​​CCL21 sono state progettate per rilasciare lentamente la proteina nel tumore nel tempo, producendo una risposta immunitaria duratura. Sebbene i caveau proteggano il CCL21 imballato, agiscono come una capsula a rilascio prolungato, Roma ha detto.

Roma, Dubinett e Sharma prevedono di testare il metodo di consegna del caveau negli studi sull'uomo entro i prossimi tre anni e sperano che i risultati promettenti trovati nei modelli preclinici di tumore animale vengano replicati. Se tale studio viene approvato, sarebbe la prima volta che una nanoparticella del vault viene utilizzata nell'uomo per un'immunoterapia contro il cancro.

La nanoparticella della volta richiederebbe solo una singola iniezione nel tumore a causa del design a rilascio lento, e alla fine potrebbe essere progettato per essere specifico per il paziente aggiungendo gli antigeni tumorali dell'individuo nella volta, ha detto Dubinet. Le volte possono anche essere prese di mira aggiungendo anticorpi sulla loro superficie che riconoscono i recettori sul tumore. L'iniezione potrebbe quindi essere erogata nel flusso sanguigno e il caveau navigherebbe verso il tumore, un processo meno invasivo che sarebbe più facile per i pazienti. Il caveau potrebbe anche cercare e colpire tumori e metastasi troppo piccole per essere rilevate con l'imaging.

Rome ha avvertito che il lavoro del caveau è in una fase molto precedente rispetto alla ricerca sulle cellule dendritiche di Dubinett, ma è incoraggiato dai primi risultati. L'obiettivo è sviluppare una terapia "pronta all'uso" utilizzando le volte.

"Negli animali, le nanoparticelle del vault si sono dimostrate altrettanto efficaci, se non più efficace, rispetto all'approccio delle cellule dendritiche, " ha detto. "Ora dobbiamo ottenere l'approvazione della terapia del caveau dalla FDA per l'uso nell'uomo".

Poiché una volta è una particella naturale, non provoca danni al corpo ed è potenzialmente un veicolo ideale per l'uso nella fornitura di terapie personalizzate, Roma ha detto.