Un nuovo studio evidenzia il potenziale delle strutture di DNA artificiale che, se dotate di anticorpi, istruiscono il sistema immunitario a colpire specificamente le cellule cancerose.
L’immunoterapia è considerata un’arma estremamente promettente nella lotta contro il cancro. In sostanza, l'obiettivo è attivare il sistema immunitario dell'organismo in modo tale da identificare e distruggere le cellule maligne. Tuttavia, la distruzione deve essere quanto più efficace e specifica possibile, per evitare di danneggiare le cellule sane.
Un team di ricercatori della LMU, dell'Università Tecnica di Monaco (TUM) e dell'Helmholtz Monaco di Baviera hanno ora pubblicato un nuovo studio su Nature Nanotechnology in cui presentano un metodo promettente per sviluppare agenti definiti dall'utente che possono fare esattamente questo.
"L'elemento centrale è un minuscolo telaio di filamenti di DNA piegati che possono essere specificamente dotati di anticorpi", spiega il professor Sebastian Kobold, uno dei principali autori. Presso l'Ospedale universitario di Monaco, il suo team ha studiato l'impatto dei nuovi substrati sia in vitro che in vivo.
Questa nuova classe di agenti, denominata "engager di cellule T programmabili" (PTE), viene creata con l'origami di DNA, una nanotecnologia in cui filamenti di DNA auto-pieganti si assemblano in una struttura simulata in anticipo su un computer. Il loro design consente di attaccare diversi anticorpi in quattro posizioni.
Da un lato vengono aggiunti gli anticorpi che si legano specificamente a determinate cellule tumorali, dall'altro gli anticorpi riconosciuti dalle cellule T del sistema immunitario. Le cellule T poi distruggono le cellule marcate. "Questo approccio ci consente di produrre tutti i tipi di PTE diversi e di adattarli per ottenere effetti ottimizzati", afferma il dott. Adrian Gottschlich, uno degli autori principali dello studio.
"In teoria sono possibili infinite combinazioni, rendendo la PTE una piattaforma altamente promettente per il trattamento del cancro." Gli scienziati hanno prodotto 105 diverse combinazioni di anticorpi per lo studio, testandoli in vitro per vedere quanto specificamente si attaccavano alle cellule bersaglio e quanto successo avevano nel reclutare le cellule T. Le combinazioni potrebbero essere generate in modo modulare e senza la precedente ottimizzazione degli anticorpi, molto dispendiosa in termini di tempo.
Il team è riuscito a dimostrare che oltre il 90% delle cellule tumorali erano state distrutte dopo 24 ore. Per scoprire se questo funziona anche negli organismi viventi, il professor Kobold e i suoi colleghi hanno esaminato se le PTE riconoscono e inducono la distruzione delle cellule tumorali anche negli organismi portatori di tumore. "Siamo stati in grado di dimostrare che i nostri PTE realizzati con strutture di origami di DNA funzionano anche in vivo", afferma Gottschlich.
Gottschlich spiega che, grazie alla possibilità di montare diversi anticorpi contemporaneamente, le cellule tumorali possono essere colpite in modo molto più preciso. È anche più facile controllare l’attivazione del sistema immunitario. Ciò aumenta le prospettive di successo nel trattamento del cancro distinguendo più accuratamente tra cellule malate e sane e riducendo così al minimo gli effetti collaterali. Alla luce della natura modulare, dell'adattabilità e dell'alto grado di indirizzabilità delle tecnologie degli origami del DNA, i ricercatori si aspettano che possa essere sviluppato un ampio spettro di piattaforme immunoterapeutiche complesse e persino controllate dalla logica.
Gli scienziati della TUM Dr. Klaus Wagenbauer, Dr. Benjamin Kick, Dr. Jonas Funke e Professor Hendrik Dietz sono tutti tra i fondatori della Plectonic Biotech GmbH che vuole sviluppare ulteriormente e commercializzare la tecnologia alla base dei PTE. Sebastian Kobold afferma:"Crediamo che i nostri risultati consentiranno i test clinici delle nanotecnologie del DNA e dimostreranno il potenziale delle strategie di ingegneria biomolecolare basate su origami del DNA per applicazioni mediche."
Ulteriori informazioni: Klaus F. Wagenbauer et al, Coinvolgitori di cellule T programmabili multispecifici basati su DNA-origami, Nature Nanotechnology (2023). DOI:10.1038/s41565-023-01471-7
Informazioni sul giornale: Nanotecnologia naturale
Fornito dall'Università Ludwig Maximilian di Monaco
