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I vaccini contro il cancro mirati eliminano i tumori e prevengono le recidive nei topi

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I vaccini contro il cancro mirati eliminano i tumori e prevengono le recidive nei topi

Tre cellule T (rosse) attaccano una cellula cancerosa (blu). Credito: Alex Ritter, National Institutes of Health

I ricercatori di tutto il mondo hanno lavorato per anni allo sviluppo di vaccini contro diversi tipi di cancro, ma senza molto successo. Ora, i ricercatori della Tufts School of Engineering pensano di averne trovato uno che funzioni. Hanno escogitato un metodo per colpire il cancro nei topi con un vaccino così forte e preciso da eliminare i tumori e persino prevenirne la recidiva.

Il vaccino contro il cancro funziona in modo simile ai vaccini COVID di Pfizer e Moderna che forniscono mRNA in minuscole bolle lipidiche (molecole di grasso) che alla fine si fondono con le cellule del corpo, consentendo alle cellule di “leggere” l’mRNA e produrre antigeni virali, piccoli frammenti del virus che attivano il sistema immunitario.

Il vaccino contro il cancro fornisce anche l’mRNA in minuscole bolle, ma i codici mRNA per gli antigeni trovati nelle cellule tumorali e le bolle, chiamate nanoparticelle lipidiche, possono concentrarsi sul sistema linfatico, dove le cellule immunitarie vengono “allenate”, in modo che la risposta sia significativamente più potente.

“Quello che stiamo facendo ora è sviluppare la prossima generazione di vaccini mRNA utilizzando la tecnologia di rilascio di nanoparticelle lipidiche, con la capacità di colpire organi e tessuti specifici”, ha affermato Qiaobing Xu, professore di ingegneria biomedica. “Il targeting del sistema linfatico ci ha aiutato a superare molte delle sfide che altri hanno dovuto affrontare nello sviluppo di un vaccino contro il cancro”. La ricerca è stata riportata sulla rivista Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.

Finora sono stati arruolati più di 20 vaccini contro il cancro mRNA negli studi clinici, ma di solito gran parte dell’mRNA finisce nel fegato. Sebbene gli antigeni prodotti nel fegato possano ancora indurre una risposta immunitaria, permane il rischio di infiammazione e danno epatico. La risposta potrebbe essere più efficace e duratura se una parte maggiore del vaccino fosse diretta al sistema linfatico, dove si concentrano i linfociti B, i linfociti T e altre cellule del sistema immunitario e imparano a combattere gli intrusi indesiderati.

Xu e il suo team avevano precedentemente progettato nanoparticelle lipidiche (LNP) che miravano a pacchetti di modifica genica al cervello e al fegato, nonché la terapia genica ai polmoni per invertire una condizione genetica in un modello murino. Il targeting si ottiene modificando la struttura chimica dei lipidi che compongono le bolle e altri additivi fino a quando i ricercatori non trovano una combinazione che preferisce andare all’organo di interesse. In questo caso, hanno trovato un LNP che si è concentrato nei linfonodi dopo essere stato iniettato per via sottocutanea nei topi. I ricercatori ritengono che gli LNP raccolgano molecole dal flusso sanguigno sulla loro superficie e che quelle molecole selezionate si leghino a recettori specifici nell’organo bersaglio.

È stato riscontrato che gli attuali LNP utilizzati nel vaccino Pfizer COVID-19 favoriscono la consegna al fegato rispetto al sistema linfatico con un rapporto di quattro a uno. Il team di Tufts ha invertito quella selettività con il loro nuovo LNP per preferire la consegna linfatica al fegato con un rapporto di tre a uno.

Il sistema linfatico, che comprende i linfonodi familiari che spesso si gonfiano durante un’infezione, è un obiettivo importante per i vaccini, perché è lì che si acquisisce l’immunità contro un antigene estraneo, o in questo caso, un antigene del cancro. Se si pensa al corpo come a un campo di battaglia – contro virus, batteri, parassiti e tumori – e ai linfociti B e T come soldati, i linfonodi sono il campo di addestramento in cui i linfociti B e T vengono addestrati per essere più efficace contro il nemico.

Un elemento chiave di tale addestramento è la partecipazione delle cellule dendritiche e dei macrofagi, i “sergenti addestratori” del sistema immunitario che introducono gli antigeni nei linfociti T e B e li aiutano ad accenderli.

Con più vaccino che va ai linfonodi, i ricercatori di Tufts hanno scoperto che il vaccino contro il cancro è stato assorbito da circa un terzo delle cellule dendritiche e dei macrofagi. Questo è significativamente più di quanto ottenuto con i vaccini convenzionali, e più “sergenti di addestramento” significano “soldati” di cellule B e T più addestrati e una risposta più potente contro i tumori che trasportano lo stesso antigene trovato nel vaccino.

Questo è esattamente ciò che hanno scoperto i ricercatori. I topi con melanoma metastatico che sono stati trattati con il vaccino mirato alla linfa hanno mostrato una significativa inibizione dei tumori e un tasso del 40% di risposta completa, senza tumori, senza recidiva a lungo termine quando è stato combinato con un’altra terapia esistente che aiuta a prevenire il cancro cellule dalla soppressione di una risposta immunitaria.

Tutti i topi che erano in completa remissione hanno impedito la formazione di nuovi tumori quando successivamente sono stati iniettati cellule tumorali metastatiche, dimostrando che il vaccino contro il cancro ha portato a un’eccellente memoria immunitaria.

“I vaccini contro il cancro sono sempre stati una sfida perché gli antigeni tumorali non sempre sembrano così “stranieri” come gli antigeni su virus e batteri e i tumori possono inibire attivamente la risposta immunitaria”, ha affermato Jinjin Chen, ricercatore post-dottorato presso la Tufts University che fa parte del team di ricerca di Qiaobing Xu. “Questo vaccino contro il cancro evoca una risposta molto più forte ed è in grado di trasportare mRNA per antigeni grandi e piccoli. Speriamo che possa diventare una piattaforma universale non solo per i vaccini contro il cancro, ma anche per vaccini più efficaci contro virus e altri agenti patogeni. ”


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