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Development of Stimuli-Responsive Nanoparticle-carrying T lymphocytes in the Fight against Cancer

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Attrarre le cellule immunitarie ai tumori tramite magneti

L’immunoterapia è sotto i riflettori per il trattamento del cancro. Alcuni ricercatori europei propongono di migliorare la biodistribuzione delle cellule immunitarie nei tumori utilizzando nanoparticelle magnetiche.

Salute

Sfruttare il sistema immunitario per contrastare il cancro non è un concetto nuovo. Numerosi studi clinici hanno testato le potenzialità del risveglio o della modulazione del sistema immunitario per combattere il cancro, mediante citochine, anticorpi e cellule immunitarie. Gli studi che impiegano linfociti T specifici per il cancro ingegnerizzati per esprimere recettori di antigeni chimerici CAR T contro i tumori maligni ematologici hanno prodotto risultati clinici favorevoli. Tuttavia, studi clinici simili contro i tumori solidi evidenziano dei limiti associati allo scarso trasporto verso il tumore e al microambiente tumorale ostile. Essere in grado di controllare e migliorare la sopravvivenza di queste cellule ne aumenterebbe l’efficacia clinica in modo significativo.

Linfociti T magnetici ibridi

Realizzato grazie al sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), il progetto CellularNanoMachines si proponeva di combinare il meglio dei mondi sintetico e biologico per migliorare le immunoterapie. «Il nostro obiettivo era controllare e modulare il comportamento in vivo dei linfociti T attraverso l’uso di nanoparticelle», spiega il borsista MSCA Javier Hernández-Gil. Il team si è avvalso delle cellule mononucleari del sangue periferico e ha testato la possibilità di incorporare nanoparticelle magnetiche a base di ossido di ferro in queste cellule come prova di concetto. Il gruppo di ricerca ha sfruttato due opzioni: attaccare le nanoparticelle ai recettori della superficie cellulare o farle introiettare dalle cellule utilizzando la bioconiugazione. Le «cellule magnetiche» risultanti hanno mantenuto la loro funzione dopo l’incorporazione delle nanoparticelle e hanno potuto essere guidate verso un magnete. Fondamentale per questi sforzi è stata la produzione di nanoparticelle idrosolubili. Per raggiungere questo obiettivo, il team ha impiegato micelle a base di fosfolipidi per incapsulare le nanoparticelle idrofobiche e renderle adatte all’incorporazione nelle cellule. La biocompatibilità e le eccellenti prestazioni magnetiche delle nanoparticelle risultanti non hanno avuto alcun impatto sulla sopravvivenza delle cellule. I ricercatori si sono concentrati sullo studio e sulla comprensione del comportamento degli ibridi nanoparticella-cellula nei modelli animali di cancro. La marcatura e il tracciamento delle cellule all’interno degli animali hanno indicato un migliore targeting e una circolazione più efficiente nei tumori rispetto ai linfociti T di controllo. I ricercatori hanno utilizzato diverse tecniche di immaginografia e hanno dimostrato le potenzialità degli ibridi nanoparticelle-cellule immunitarie per le applicazioni terapeutiche.

Il futuro degli ibridi nanoparticelle-cellule immunitarie

«Il risultato più rilevante di CellularNanoMachines è la realizzazione di funzioni alternative nelle cellule immunitarie attraverso le nanoparticelle», sottolinea Hernández-Gil. Le nanoparticelle offrono un modo semplice e accessibile per migliorare il trasporto dei linfociti T verso i tumori solidi, per la loro biodistribuzione complessiva e per le prestazioni antitumorali. La possibilità di modificare il destino in vivo delle cellule immunitarie utilizzando magneti esterni apre numerose possibilità nella terapia cellulare, soprattutto tenendo conto che la terapia tumorale sta assumendo un ruolo centrale in oncologia. Il lavoro futuro prevede un passo avanti rispetto al progetto iniziale e lo sviluppo di una strategia per la progettazione di macchine intelligenti basate sulle cellule, sistemi ibridi in grado di produrre effetti sinergici tra nanoparticelle, piccoli composti metallici e cellule immunitarie. L’uso di piccoli composti metallici nel campo della terapeutica apre nuove strade alla diagnosi e al trattamento del cancro. Questa strategia affronterà le attuali esigenze cliniche rimaste senza risposta in oncologia, migliorando le prestazioni delle cellule immunitarie nelle terapie cellulari disponibili.

Parole chiave

CellularNanoMachines, nanoparticelle, cellule immunitarie, cancro, ibrido, linfociti T, immunoterapia, biodistribuzione

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