Un team di bioingegneri del Georgia Institute of Technology sta ampliando precisione e potenza della terapia che sta già rivoluzionando l’oncologia.
La terapia a base di cellule CAR-T è stata salutata da pazienti, ricercatori clinici, investitori e media come una cura eccezionale per alcuni tipi di cancro.
In cosa consiste la terapia CAR-T
La terapia prevede l’ingegnerizzazione in laboratorio delle cellule T di un paziente, un tipo di globuli bianchi. Viene poi aggiunto un recettore chimerico dell’antigene (CAR), infine le cellule immunitarie CAR-T “personalizzate” vengono restituite al corpo del paziente, dove cercano e distruggono le cellule tumorali. È così che funziona, quando funziona.
È un’area nuova, in evoluzione e in forte espansione dell’immunoterapia. In questo momento nel mondo ci sono oltre 500 studi clinici che analizzano le cellule CAR-T per il trattamento del cancro.
CAR-T: per molti, ma non per tutti
La terapia CAR-T si è dimostrata molto efficace per i pazienti con tumori liquidi che circolano nel sangue, come la leucemia
Gabe Kwong, Dipartimento di ingegneria biomedica presso Georgia Tech ed Emory.
Sfortunatamente, per i tumori solidi (sarcomi, carcinomi) le CAR-T non funzionano bene, per diversi motivi. Un grosso problema è che le cellule CAR-T sono immunosoppresse dal microambiente tumorale.
Kwong e colleghi stanno apportando alcune modifiche cellulari per migliorare il modo in cui le cellule CAR-T combattono il cancro. Hanno aggiunto un “interruttore genetico on-off” alle cellule, e sviluppato un sistema di controllo remoto che invia le cellule T modificate in “missioni di precisione” del microambiente tumorale, dove uccidono il tumore e prevengono le recidive.
Il team ha illustrato il nuovo metodo in uno studio pubblicato di recente sulla rivista Nature Biomedical Engineering.
L’ultimo studio
Kwong e colleghi esplorano, come detto, la possibilità di controllare a distanza le terapie cellulari. Un modo per “mirare” con precisione ai tumori, ovunque si trovino nel corpo. Come? attivando con il calore le cellule CAR-T quando sono già all’interno dei tumori, superando i problemi di immunosoppressione.
In un test sui topi, i ricercatori hanno irradiato impulsi laser dall’esterno del corpo dell’animale, nel punto in cui si trova il tumore. I nanotubi d’oro iniettati nella zona del tumore hanno trasformato le onde luminose in calore localizzato, aumentando la temperatura a 40-42 gradi Celsius (104-107,6 F). È quanto basta per attivare l’interruttore delle cellule CAR-T, ma non così caldo da danneggerebbe i tessuti SANI, o le stesse cellule CAR-T.
Una volta “accese”, le cellule CAR-T iniziano a fare il loro lavoro, aumentando l’espressione delle proteine che combattono il cancro.
Un incredibile upgrade genetico
La vera novità di questo studio, dice Kwong, è l’ingegneria genetica applicata alle cellule CAR-T. Un lavoro duro, che ha richiesto gli ultimi tre anni.
Ora le cellule CAR-T hanno un “interruttore” che risponde al calore e altri aggiornamenti: sono state letteralmente “ricablate” per produrre molecole che stimolano il sistema immunitario. E per produrle solo dove servono.
Queste proteine che combattono il cancro sono davvero efficaci, ma sono troppo tossiche per essere somministrate per via sistemica. Con il nostro approccio otteniamo tutti i vantaggi senza gli svantaggi.
Gabe Kwong
I risultati? Straordinari
L’ultimo studio mostra che la terapia CAR-T ha curato il cancro nei topi. L’approccio del team non solo ha fatto fuori i tumori, ma ha prevenuto anche le ricadute, cosa fondamentale per la sopravvivenza a lungo termine.
Ulteriori studi approfondiranno ulteriormente la personalizzazione delle cellule CAR-T e il modo in cui il calore verrà irradiato sull’area del tumore.
“Sull’uomo utilizzeremo gli ultrasuoni focalizzati, assolutamente non invasivi e in grado di colpire qualsiasi sito del corpo”, dice Kwong. “Uno dei limiti del laser è che non penetra molto lontano nel corpo. In caso di tumore maligno profondo, questo è un problema. Vogliamo eliminare i problemi”.
