Cellule killer attivate dalla luce blu uccidono i tumori solidi nei test: eliminati completamente

I ricercatori hanno creato cellule immunitarie geneticamente modificate che sono in grado di penetrare all'interno dei tumori solidi e ucciderli. Uno degli elementi più interessanti di questa procedura sperimentale risiede nel fatto che queste cellule, varianti ingegnerizzate dei linfociti Natural Killer (NK), vengono attivate dalla luce blu. In parole semplici, quando sono esposte allo stimolo luminoso – che funziona come un vero e proprio interruttore – si trasformano e si allungano assumendo una forma di fuso. Ciò permette loro di infiltrarsi attraverso la stretta rete di proteine che circonda i tumori solidi, un processo che le porta a invadere i tumori e ad ucciderli dall'interno.

È un approccio talmente innovativo che potrebbe rivoluzionare l'immunoterapia, tra i più promettenti ed efficaci trattamenti anticancro moderni, sebbene presenti specifici limiti proprio contro i tumori solidi. È doveroso sottolineare che al momento si tratta solo di test di laboratorio, pertanto è ancora troppo presto per pensare all'applicazione clinica, tuttavia il meccanismo ha funzionato così bene che i ricercatori sono fiduciosi sul suo futuro (non a caso hanno depositato dei documenti per brevettarlo). A mettere a punto le cellule immunitarie attivabili dalla luce blu e in grado di uccidere i tumori dall'interno è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati del College di Medicina presso l'Università Statale della Pennsylvania.

I ricercatori, coordinati dal professor Nikolay Dokholyan, docente di biochimica e biologia molecolare presso l'ateneo americano, si sono concentrati sulle cellule Natural Killer del sistema immunitario poiché sono linfociti specializzati nel riconoscere ed eliminare le cellule cancerose e quelle infettate da virus e batteri. Nella famosa immunoterapia CAR T i linfociti T di un paziente vengono estratti dal sangue, ingegnerizzati e potenziati in laboratorio, poi fatti moltiplicare e infine reinfusi nel corpo al fine di colpire e uccidere i tumori con maggiore precisione. Questa tecnica risulta molto efficace contro i linfomi e i tumori del sangue (leucemie), ma ha uno spettro d'azione limitato contro i tumori solidi, proprio perché le cellule immunitarie ingegnerizzate non riescono a penetrare all'interno degli stessi. È un problema significativo, dato che la stragrande maggioranza dei tumori negli adulti è di tipo solido (90 percento), mentre nei bambini rappresentano poco meno della metà (40 percento).

L'idea del professor Dokholyan e colleghi era proprio questa: mettere a punto una versione alternativa della CAR T – che secondo un recente studio potrebbe aumentare il rischio di tumori secondari – con cellule in grado di infiltrarsi all'interno tumori solidi. Ed è esattamente ciò che hanno creato. Per farlo si sono affidati all'optogenetica, una tecnica innovativa che combina strumenti ottici e genetica per attivare determinate cellule. In genere viene utilizzata nelle neuroscienze, per monitorare e modificare il comportamento dei neuroni; in questo caso hanno modificato le cellule immunitarie Natural Killer. Le hanno combinate con una proteina ingegnerizzata chiamata septina-7, fondamentale per la costituzione del citoscheletro nelle cellule. In parole semplici, hanno reso questa proteina sensibile alla luce, al fine di modificare la struttura delle cellule NK una volta esposte alla luce blu.

Durante l'attivazione le cellule NK ingegnerizzate si “stirano” e allungano, assumendo una struttura a fuso che permette loro di penetrare nella fittissima rete di proteine che protegge i tumori solidi come uno scudo, proprio quello che limita l'azione della CAR T. Nei test condotti con masse tumorali in tre dimensioni generate in laboratorio e basate su cellule del cancro al seno e alla cervice uterina, le cellule NK attivate dalla luce sono riuscite a penetrare all'interno dei tumori – o meglio, degli sferoidi tumorali – e uccidere tutte le cellule malate. “Sebbene le cellule Natural Killer siano piccole, circa 10 micrometri, quando questa proteina viene attivata con la luce blu, le cellule immunitarie cambiano forma e possono infilarsi in minuscoli fori di circa tre micrometri di dimensione. Ciò è sufficiente per infiltrarsi negli sferoidi tumorali e ucciderli dall'interno”, ha spiegato in un comunicato stampa il professor Dokholyan.

Le cellule NK non modificate hanno attaccato le masse tumorali ma non sono riuscite a entrare all'interno e a uccidere le cellule cancerose, evidenziando l'efficacia della tecnica basata sull'optogenetica in grado di trasformarle. Risultati preziosi sono stati ottenuti anche in test su cellule tumorali di melanoma (cancro della pelle) nel topo. Non resta che attendere il prosieguo della sperimentazione per capire se questa tecnica possa effettivamente approdare nei primi trial clinici, ovvero, nei test sull'uomo. I dettagli della ricerca “Optogenetically engineered Septin-7 enhances immune cell infiltration of tumor spheroids” saranno pubblicati il 25 ottobre su PNAS.