A sinistra:l'immagine al microscopio elettronico a scansione a emissione di campo (FESEM) mostra la formazione di un nanotubo tra una cellula di cancro al seno e una cellula immunitaria. A destra:l'immagine al microscopio confocale mostra i mitocondri (etichettati con colorante a fluorescenza verde) che viaggiano da una cellula T a una cellula cancerosa attraverso il nanotubo intercellulare. Il DNA nei mitocondri è stato etichettato con colorante blu. Credito:Natura Nanotecnologia , 10.1038/s41565-021-01000-4
Per crescere e diffondersi, le cellule tumorali devono eludere il sistema immunitario. Gli investigatori del Brigham and Women's Hospital e del MIT hanno usato il potere della nanotecnologia per scoprire un nuovo modo in cui il cancro può disarmare i suoi potenziali aggressori cellulari estendendo tentacoli su nanoscala che possono raggiungere una cellula immunitaria ed estrarre il suo alimentatore. L'eliminazione dei mitocondri della cellula immunitaria alimenta la cellula cancerosa e impoverisce la cellula immunitaria. Le nuove scoperte, pubblicate su Nature Nanotechnology , potrebbe portare a nuovi obiettivi per lo sviluppo della prossima generazione di immunoterapia contro il cancro.
"Il cancro uccide quando il sistema immunitario è soppresso e le cellule tumorali sono in grado di metastatizzare, e sembra che i nanotubi possano aiutarli a fare entrambe le cose", ha affermato l'autrice corrispondente Shiladitya Sengupta, Ph.D., co-direttore del Brigham's Center for Engineered Therapeutics . "Questo è un meccanismo completamente nuovo mediante il quale le cellule tumorali eludono il sistema immunitario e ci dà un nuovo obiettivo da perseguire."
Per studiare come le cellule tumorali e le cellule immunitarie interagiscono a livello di nanoscala, Sengupta e colleghi hanno avviato esperimenti in cui hanno co-coltivato cellule del cancro al seno e cellule immunitarie, come le cellule T. Utilizzando la microscopia elettronica a scansione a emissione di campo, hanno intravisto qualcosa di insolito:le cellule tumorali e le cellule immunitarie sembravano essere fisicamente collegate da minuscoli viticci, con larghezze per lo più nell'intervallo 100-1000 nanometri. (Per confronto, un capello umano è di circa 80.000-100.000 nanometri). In alcuni casi, i nanotubi si sono uniti per formare tubi più spessi. Il team ha quindi colorato i mitocondri, che forniscono energia alle cellule, dai linfociti T con un colorante fluorescente e ha osservato i mitocondri verde brillante estratti dalle cellule immunitarie, attraverso i nanotubi e nelle cellule tumorali.
"Preservando attentamente le condizioni della coltura cellulare e osservando le strutture intracellulari, abbiamo visto questi delicati nanotubi e stavano rubando la fonte di energia delle cellule immunitarie", ha detto l'autore co-corrispondente Hae Lin Jang, Ph.D., ricercatore principale del Centro per la terapia ingegnerizzata. "È stato molto eccitante perché questo tipo di comportamento non era mai stato osservato prima nelle cellule tumorali. Questo è stato un progetto difficile poiché i nanotubi sono fragili e abbiamo dovuto maneggiare le cellule con molta delicatezza per non romperle".
I ricercatori hanno quindi cercato di vedere cosa sarebbe successo se avessero impedito alle cellule tumorali di dirottare i mitocondri. Quando hanno iniettato un inibitore della formazione di nanotubi in modelli murini utilizzati per lo studio del cancro ai polmoni e al seno, hanno visto una significativa riduzione della crescita del tumore.
"Uno degli obiettivi dell'immunoterapia contro il cancro è trovare combinazioni di terapie in grado di migliorare i risultati", ha affermato l'autore principale Tanmoy Saha, Ph.D., ricercatore post-dottorato presso il Center for Engineered Therapeutics. "Sulla base delle nostre osservazioni, ci sono prove che un inibitore della formazione di nanotubi potrebbe essere combinato con immunoterapie contro il cancro e testato per vedere se può migliorare i risultati per i pazienti". + Esplora ulteriormente
