I macrofagi si mettono al lavoro per individuare il cancro
I macrofagi sono cellule immunitarie essenziali che monitorano e puliscono in continuazione i tessuti fagocitando le cellule morte e altri detriti. Questo processo avviene durante il normale rinnovamento dei tessuti, ma anche durante malattie come il cancro. Trasportando i «rifiuti tissutali» attraverso il sistema linfatico al flusso sanguigno, i macrofagi sono considerati preziosi indicatori di stati patologici. I macrofagi derivano dai monociti, una popolazione eterogenea di cellule, costituita da sottopopolazioni distinte dal punto di vista fenotipico e funzionale che differiscono in numero tra salute e malattia. In caso di danno tissutale, i macrofagi tissutali si attivano mentre vengono reclutati i monociti dal sangue e dal midollo osseo per eliminare le cellule morenti.
Rilevamento e monitoraggio dei macrofagi
Nonostante le numerose ricerche, l’analisi dei macrofagi in ambito clinico è stata limitata, a causa delle lacune nella comprensione delle loro vie di maturazione e delle interazioni con altre cellule immunitarie. L’obiettivo principale del progetto TiMaScan, finanziato dal CER, è stato quello di sviluppare uno strumento diagnostico minimamente invasivo per il cancro basato sul rilevamento e il monitoraggio dei macrofagi. Questo progetto, condotto da importanti istituti di ricerca europei, approfondisce la biologia e la funzione di monociti, macrofagi e cellule dendritiche. «TiMaScan è uno sforzo collaborativo che coinvolge esperti di immunologia, oncologia e bioinformatica e intende superare le sfide esistenti nella diagnostica del cancro, aprendo la strada a future innovazioni», sottolinea Jacques J.M. van Dongen, coordinatore del progetto. Il team ha impiegato una combinazione di trascrittomica, proteomica e citometria di massa e di flusso avanzata per analizzare il sistema monociti-macrofagi in varie condizioni, compreso il cancro.
Innovazioni tecnologiche
Uno dei principali progressi tecnologici di TiMaScan è l’uso di tecniche di citometria a flusso basate su EuroFlow che consentono una dettagliata valutazione fenotipica e funzionale dei macrofagi tissutali e delle diverse sottopopolazioni di monociti nel sangue. Come mostrato nell’illustrazione dell’articolo qui sopra, ciò ha portato all’identificazione di 10 distinte sottopopolazioni di monociti nel sangue umano, ciascuna rappresentata da un colore diverso. Nel complesso, questi dati ad alta dimensionalità portano alla creazione di un profilo completo del sistema monociti-macrofagi e facilitano l’identificazione di biomarcatori specifici per il cancro. «Un aspetto nuovo di TiMaScan è la sua attenzione ai macrofagi che ritornano in circolo dai tessuti al flusso sanguigno, e in particolare al contenuto fagolisosomiale di queste cellule», sottolinea van Dongen. Inoltre, TiMaScan ha compiuto progressi significativi nella comprensione dei modelli di digestione all’interno dei fagolisosomi. Gli anticorpi tradizionali nella diagnostica di laboratorio sono stati ottenuti da proteine native nella loro struttura completamente ripiegata. Tuttavia, l’ambiente acido dei fagolisosomi e la digestione da parte delle proteasi endogene danneggiano gli epitopi riconosciuti. Ciò significa che la maggior parte degli anticorpi tradizionali non riesce a riconoscere i frammenti proteici nei fagolisosomi. I ricercatori di TiMaScan hanno studiato diverse proteasi nelle sottopopolazioni di monociti e macrofagi e hanno sviluppato nuovi metodi per isolare i fagolisosomi per gli studi di proteomica. Ciò consente di comprendere meglio i frammenti proteici che rimangono dopo la fagocitosi e la digestione mediata da proteasi, aprendo la strada allo sviluppo di anticorpi appropriati per rilevare frammenti proteici tessuto-specifici nei macrofagi tissutali in ricircolo.
Impatto traslazionale
L’approccio traslazionale di TiMaScan assicura che le intuizioni della ricerca vengano rapidamente integrate nella pratica clinica. Sfruttando la potenza dei macrofagi tissutali e impiegando tecnologie all’avanguardia, TiMaScan porterà a nuovi strumenti diagnostici che potranno essere implementati nelle strutture sanitarie, migliorando in modo significativo la diagnosi precoce e il monitoraggio del cancro. Questo metodo diagnostico non invasivo, efficiente e accurato ha il potenziale per trasformare la cura dei pazienti. La ricerca futura esplorerà applicazioni più ampie di questa tecnologia nel monitoraggio di altre malattie, ampliandone ulteriormente l’impatto.
Parole chiave
TiMaScan, macrofagi, cancro, fagolisosomi, anticorpi, monociti, strumento diagnostico, danno tissutale
