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"Linfonodi artificiali" per combattere il cancro

Foto: Le cellule T interagiscono con il gel trasparente. Credit: HAWLEY PRUITT

In uno 'studio di prova di principio' sui topi (fase iniziale dello sviluppo clinico di un farmaco o una sostanza, quando un composto ha mostrato un potenziale nei modelli animali e nei primi test di sicurezza NDR), gli scienziati della Johns Hopkins Medicine riportano la creazione di un gel specializzato che agisce come un linfonodo per attivare e moltiplicare con successo le cellule T del sistema immunitario che combattono il cancro. 

Il lavoro mette gli scienziati un passo avanti, dicono, per iniettare tali linfonodi artificiali nelle persone e innescare le cellule T per combattere le malattie.

Negli ultimi anni, un'ondata di scoperte ha avanzato nuove tecniche per utilizzare le cellule T - un tipo di globuli bianchi - nel trattamento del cancro. Per avere successo, le cellule devono essere innescate, o educate, per individuare e reagire alle  molecolare che punteggiano le superfici delle cellule tumorali. Il compito di educare le cellule T in questo modo avviene tipicamente nei linfonodi, piccole ghiandole a forma di fagiolo, che si trovano in tutto il corpo che ospitano le cellule T. Ma nei pazienti con cancro e disturbi del sistema immunitario, questo processo di apprendimento è difettoso o non avviene.

Per affrontare tali difetti, l'attuale terapia di richiamo delle cellule T richiede ai medici di rimuovere le cellule T dal sangue di un paziente con cancro e di iniettare le cellule di nuovo nel paziente, dopo l'ingegneria genetica o l'attivazione delle cellule in un laboratorio, in modo da riconoscere le bandiere molecolari collegate al cancro.

Uno di questi trattamenti, chiamato terapia CAR-T, è costoso e disponibile solo presso centri specializzati con laboratori in grado di eseguire il complicato compito di progettare le cellule T. Inoltre, generalmente occorrono da sei a otto settimane per coltivare le cellule T nei laboratori e, una volta reintrodotte nel corpo, le cellule non durano a lungo nel corpo del paziente, quindi gli effetti del trattamento possono essere di breve durata.

Il nuovo lavoro, riportato il 10 aprile sulla rivista Advanced Materials,rappresenta una possibilità degli scienziati di Johns Hopkins per trovare un modo più efficiente di progettare le cellule T.

"Crediamo che l'ambiente delle cellule T sia molto importante. La biologia non si verifica su 'piatti di plastica' ma accade nella realtà dei tessuti", dice John Hickey, un dottorando in ingegneria biomedica presso la Johns Hopkins University School of Medicine e primo autore dello studio.

Per rendere l'ambiente delle cellule T più realistico dal punto di vista biologico, Hickey  e gli altri scienziati hanno provato a utilizzare un polimero simile a gelatina, o idrogel, come piattaforma per le cellule T. Sull'idrogel, gli scienziati hanno aggiunto due tipi di segnali che stimolano e "insegnano" alle cellule T a concentrarsi su obiettivi estranei da distruggere.

Nei loro esperimenti, le cellule T attivate su idrogel hanno prodotto il 50% in più di molecole chiamate citochine, un marker di attivazione, rispetto alle cellule T conservate su piatti di plastica di coltura.

Poiché gli idrogel possono essere prodotti su ordinazione, gli scienziati Johns Hopkins ne hanno creato e testato una gamma, dai più morbidi ai più rigidi.

"Uno dei risultati sorprendenti è che le cellule T preferiscono un ambiente molto morbido, simile alle interazioni con le singole cellule, rispetto a un tessuto densamente compresso", aggiunge Jonathan Schneck, professore di patologia, medicina e oncologia presso la Johns Hopkins University School of Medicine.

Più dell'80% delle cellule T sulla superficie morbida si sono moltiplicate, rispetto a nessuna delle cellule T sul tipo di idrogel più solido.

Quando il team di Johns Hopkins ha messo le cellule T su un idrogel morbido, hanno scoperto che le cellule T si sono moltiplicate da poche cellule a circa 150.000 cellule - da usare per la terapia del cancro - entro sette giorni. Al contrario, quando gli scienziati hanno usato altri metodi convenzionali per stimolare ed espandere le cellule T, sono stati in grado di coltivare solo 20.000 cellule in sette giorni.

Antonio Caperna

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