Negli ultimi anni, i ricercatori hanno fortemente perseguito l'immunoterapia, una forma promettente di trattamento che si basa sullo sfruttamento e sull'addestramento del sistema immunitario del corpo per combattere meglio il cancro e le infezioni. Ora, i risultati di uno studio condotto dai ricercatori della Johns Hopkins suggeriscono che un dispositivo composto da una colonna magnetica accoppiata a nanoparticelle magnetiche su misura potrebbe essere la chiave per portare l'immunoterapia in un uso clinico diffuso e di successo. Una sintesi della ricerca, condotto in topi e cellule umane, appare online il 14 luglio sulla rivista ACS Nano .

Il team della Johns Hopkins si è concentrato sull'allenamento e sulla rapida moltiplicazione dei globuli bianchi del sistema immunitario noti come cellule T per il loro potenziale come arma efficace contro il cancro, secondo Jonathan Schneck, M.D., dottorato di ricerca, un professore di patologia, medicina e oncologia presso l'Istituto per l'ingegneria cellulare della Johns Hopkins University School of Medicine. "La sfida è stata addestrare queste cellule in modo abbastanza efficiente, e farli dividere abbastanza velocemente, che potremmo usarli come base di una terapia per i malati di cancro. Abbiamo fatto un grande passo avanti verso la risoluzione di questo problema, " lui dice.

Nel tentativo di semplificare e ottimizzare le terapie immunocellulari, Schneck, Carlo Perica, un recente M.D./Ph.D. laureato che ha lavorato nel laboratorio di Schneck, e altri hanno lavorato con globuli bianchi artificiali. Queste cosiddette cellule presentanti l'antigene artificiale (aAPC) sono state sperimentate dal laboratorio di Schneck e hanno mostrato risultati promettenti nell'attivare il sistema immunitario degli animali da laboratorio per attaccare le cellule tumorali.

Fare quello, Perica spiega, le aAPC devono interagire con le cellule T naive già presenti nel corpo, in attesa di istruzioni su quale specifico invasore colpire e combattere. Gli aAPC si legano a recettori specializzati sulla superficie dei linfociti T e li "presentano" con proteine ​​distintive chiamate antigeni. Questo processo attiva le cellule T per allontanare un virus, batteri o tumori, oltre a produrre più cellule T.

In un precedente studio sui topi, Il team di Schneck ha scoperto che le cellule T naive si attivano in modo più efficace quando più aAPC si legano a diversi recettori sulle cellule, e poi sono stati esposti a un campo magnetico. I magneti hanno avvicinato gli aAPC e i loro recettori, innescando le cellule T sia per combattere il cancro bersaglio che per dividersi per formare più cellule attivate.

Ma le cellule T ingenue sono rare nel sangue come un "ago in un pagliaio, " dice Perica. Perché l'obiettivo finale è raccogliere le cellule T di un paziente da un campione di sangue, quindi addestrali ed espandi il loro numero prima di rimetterli nel paziente, Il team di ricerca di Schneck ha considerato i magneti come un potenziale modo per separare le cellule T naive dalle altre nel sangue.

Il team ha miscelato plasma sanguigno di topi e, separatamente, umani con aAPC magnetici portatori di antigeni di tumori. Hanno quindi fatto passare il plasma attraverso una colonna magnetica. Le cellule T che combattono il tumore si legano alle aAPC e si attaccano ai lati della colonna, mentre altre cellule sono state lavate direttamente e sono state scartate. Il campo magnetico della colonna ha attivato le cellule T, che sono stati poi lavati via in un brodo nutriente, o cultura, crescere e dividersi. Dopo una settimana, il loro numero si era ampliato di circa 5, 000 a 10, 000 volte. Poiché il numero di queste cellule potrebbe essere espanso abbastanza rapidamente da essere utile dal punto di vista terapeutico, l'approccio potrebbe aprire la porta a trattamenti di immunoterapia individualizzati che si basano sulle cellule del paziente stesso, dice Perica.

Schneck afferma che l'uso di cellule T naive potrebbe rendere la nuova tecnica utile per più pazienti rispetto a un'altra immunoterapia ora in fase di sperimentazione, che si basa su altri globuli bianchi chiamati linfociti infiltranti il ​​tumore. Quelle cellule sono già "addestrate" a combattere il cancro, e i ricercatori hanno mostrato un certo successo isolando alcune delle cellule dai tumori, inducendoli a dividersi, e poi trasferirli nuovamente nei pazienti. Ma, Schneck dice, non tutti i pazienti sono idonei per questa terapia, perché non tutti hanno linfociti infiltranti il ​​tumore. Al contrario, tutte le persone hanno cellule T ingenue, quindi i pazienti con cancro potrebbero potenzialmente beneficiare del nuovo approccio indipendentemente dal fatto che abbiano o meno linfociti infiltranti il ​​tumore.

"Gli aAPC e la colonna magnetica insieme forniscono le basi per semplificare e ottimizzare il processo di generazione di cellule T tumore-specifiche per l'uso in immunoterapia, "dice Juan Carlos Varela, M.D., dottorato di ricerca, un ex membro del laboratorio di Schneck che ora è assistente professore presso la Medical University of South Carolina.

I ricercatori hanno scoperto che la tecnica funzionava anche con una miscela di aAPC contenenti più antigeni, che secondo loro potrebbe aiutare a combattere il problema dei tumori che mutano per eludere le difese dell'organismo. "Riceviamo più tiri in porta, " dice Schneck.

Mentre il team inizialmente ha testato il nuovo metodo solo su antigeni del cancro, Schneck afferma che potrebbe anche funzionare per le terapie contro le malattie infettive croniche, come l'HIV. Dice che se ulteriori test vanno bene, le sperimentazioni cliniche della tecnica potrebbero iniziare entro un anno e mezzo.