Dopo il trattamento con radiazioni, le cellule cancerose morenti sputano proteine ​​mutate nel corpo. Gli scienziati ora sanno che il sistema immunitario può rilevare queste proteine ​​e uccidere il cancro in altre parti del corpo utilizzando questi marcatori proteici come guida, un fenomeno che i ricercatori del Lineberger Comprehensive Cancer Center della University of North Carolina stanno cercando di sfruttare per migliorare il trattamento del cancro.

Nel diario Nanotecnologia della natura , i ricercatori riferiscono sui progressi compiuti nello sviluppo di una strategia per migliorare la rilevazione delle proteine ​​del cancro da parte del sistema immunitario utilizzando nanoparticelle "appiccicose" chiamate "nanoparticelle che catturano l'antigene". Ritengono che queste particelle potrebbero funzionare in sinergia con farmaci immunoterapici progettati per aumentare la risposta del sistema immunitario al cancro.

"La nostra ipotesi era che se usiamo una nanoparticella per aggrapparci a queste proteine ​​del cancro, probabilmente otterremmo una risposta immunitaria più robusta al cancro, " ha detto l'autore senior dello studio Andrew Z. Wang, dottore, un membro dell'UNC Lineberger e professore associato presso la UNC School of Medicine Department of Radiation Oncology. "Pensiamo che funzioni perché le nanoparticelle sono attraenti per il sistema immunitario. Alle cellule immunitarie non piace nulla di nanodimensionato; pensano di essere virus, e risponderà a loro".

La radioterapia è comunemente usata per trattare una vasta gamma di tumori. In precedenza, i medici hanno osservato un fenomeno che chiamano "effetto abscopale, " in cui un paziente sperimenta un restringimento del tumore al di fuori del sito primario che è stato trattato con radiazioni. Questa osservazione in un singolo paziente con melanoma è stata riportata nel New England Journal of Medicine nel 2012.

Gli scienziati ritengono che ciò avvenga perché, dopo le radiazioni, le cellule immunitarie vengono reclutate nel sito del tumore. Una volta arrivati, queste cellule immunitarie utilizzano proteine ​​mutate rilasciate dalle cellule cancerose morenti per addestrare altre cellule immunitarie a riconoscere e combattere il cancro altrove. Questo effetto lavora in sinergia con farmaci immunoterapici chiamati "inibitori del checkpoint, "che rilasciano i freni del sistema immunitario, aiutando così il sistema di difesa del corpo ad attaccare il cancro.

Le cellule cancerose scaricano queste proteine ​​mutate - che diventano marcatori per il sistema immunitario - come risultato di mutazioni genetiche, ha detto il coautore dello studio Jonathan Serody, dottore, Direttore associato di UNC Lineberger per la ricerca traslazionale.

"La teoria è che nel cancro, i tumori accumulano un gran numero di mutazioni attraverso i loro genomi, e quei geni mutati possono produrre proteine ​​mutanti, e qualsiasi di queste proteine ​​mutanti può essere sminuzzata e presentata al sistema immunitario come estranea, " disse Serody, che è anche Elizabeth Thomas Professor alla UNC School of Medicine. "Il tuo corpo è progettato per non rispondere alle proprie proteine, ma non esiste un sistema che controlli la sua risposta a nuove proteine, e hai una vasta gamma di cellule immunitarie che potrebbero lanciare una risposta a loro".

I ricercatori dell'UNC Lineberger hanno dimostrato in studi preclinici di poter progettare con successo nanoparticelle per catturare le proteine ​​mutate rilasciate dai tumori. Una volta che queste nanoparticelle vengono assorbite dalle cellule immunitarie, le proteine ​​​​tumorali attaccate alla loro superficie possono aiutare le cellule immunitarie a riconoscere identificare le cellule tumorali in tutto il corpo.

Utilizzando modelli preclinici di melanoma, hanno scoperto che il 20 percento dei topi che hanno ricevuto il trattamento con nanoparticelle ha avuto una risposta completa, rispetto a nessuno dei topi che non hanno ricevuto le nanoparticelle.

"Mostriamo nei nostri studi che le nanoparticelle vengono captate dalle cellule immunitarie e trasportate ai linfonodi, "Ha detto Wang. "Mostriamo anche che le nanoparticelle aumentano il numero di cellule T immunitarie che uccidono il cancro e aumentano il livello di risposta immunitaria al cancro".

I ricercatori affermano che è necessaria una strategia per migliorare le risposte ai farmaci immunoterapici, e per far durare più a lungo le risposte ai farmaci.

"Se completamente tradotto clinicamente, questo cambierà l'immunoterapia del cancro, " Wang ha detto. "Questa tecnologia ha il potenziale per migliorare l'efficienza degli inibitori del checkpoint dell'immunoterapia del cancro, il che significherebbe una sopravvivenza più lunga per più tipi di cancro".

Il prossimo passo, Wang ha detto, è sviluppare una nuova generazione di nanoparticelle più robuste nel catturare le proteine. In definitiva, Egli ha detto, dovranno sviluppare un agente commerciale basato su questa tecnologia e portarla in clinica.