Per diversi anni, i ricercatori hanno utilizzato con successo le cellule T del recettore dell’antigene chimerico (CAR) per colpire specifici antigeni presenti sulle cellule del sangue come cura per i pazienti affetti da leucemia e linfoma. Ma i tumori solidi, come quelli al seno e al colon, si sono rivelati più difficili da individuare. I tumori solidi contengono un mix di cellule che mostrano diversi antigeni sulla loro superficie, spesso condivisi con le cellule sane del corpo. Pertanto, l’identificazione di un bersaglio coerente e sicuro ha ostacolato il successo della maggior parte della terapia con cellule CAR-T per i tumori solidi nella prima fase di sviluppo.
Approccio rivoluzionario alla lotta contro il cancro
I biologi sintetici della Columbia Engineering riferiscono oggi di un nuovo approccio per attaccare i tumori. Hanno progettato batteri che colonizzano i tumori (probiotici) per produrre bersagli sintetici nei tumori che dirigono le cellule CAR-T a distruggere le cellule tumorali appena evidenziate.
“La nostra piattaforma probiotica consente alle cellule CAR-T di attaccare un’ampia gamma di tipi di tumore”, ha affermato Tal Danino, professore associato di ingegneria biomedica, che ha guidato lo studio pubblicato oggi da Scienza. “Le tradizionali terapie CAR-T si basano sul targeting degli antigeni tumorali naturali. Questo è il primo esempio di abbinamento di cellule T ingegnerizzate con batteri ingegnerizzati per fornire antigeni sintetici in modo sicuro, sistemico ed efficace ai tumori solidi. Ciò potrebbe avere un impatto significativo sul trattamento di molti tumori.”
Obiettivi di verniciatura su tumori solidi
Il laboratorio di Danino ha essenzialmente creato una cellula CAR-T universale che attacca un antigene universale, programmando i batteri che cercano il tumore per dipingere i tumori solidi con un marcatore sintetico che le cellule CAR-T possono riconoscere. I ricercatori si aspettano che, con ulteriori perfezionamenti, questa piattaforma consentirà il trattamento di qualsiasi tipo di tumore solido senza la necessità di identificare un antigene tumorale specifico, aggirando così la necessità di generare un prodotto cellulare CAR-T personalizzato per ciascun tipo di cancro e ciascuna paziente.
Ingegneria “medicinali viventi”
Questa piattaforma di cellule CAR-T guidate dai probiotici (ProCAR) rappresenta la prima volta in cui gli scienziati non solo hanno combinato con successo probiotici ingegnerizzati con cellule CAR-T, ma hanno anche dimostrato la prima prova di CAR che rispondono agli antigeni sintetici prodotti direttamente all’interno del tumore.
“La combinazione dei vantaggi dei batteri che indirizzano il tumore e delle cellule CAR-T fornisce una nuova strategia per il riconoscimento del tumore, e questo getta le basi per comunità ingegnerizzate di terapie viventi”, ha affermato la co-autrice principale dello studio Rosa Vincent, una studentessa di dottorato che lavora in Il laboratorio di Danino. “Abbiamo scelto di colmare i limiti individuali di queste due terapie cellulari combinando le migliori caratteristiche di ciascuna: utilizzando batteri per posizionare i bersagli e cellule T per distruggere le cellule maligne”.
Piattaforma sicura ed efficace
La piattaforma ha dimostrato di essere sicura ed efficace in diversi modelli di cancro umano e murino, sia nei topi immunocompromessi che in quelli immunosani. In effetti, lo studio mostra che le cellule T umane in particolare beneficiano così tanto della presenza di batteri immunostimolatori all’interno del tumore che le loro funzioni di uccisione del tumore vengono ulteriormente potenziate.
“Nel complesso, la nostra piattaforma ProCAR rappresenta una nuova strategia per migliorare l’efficacia della terapia con cellule CAR-T nei tumori solidi”, ha affermato Danino, che è anche affiliato all’Herbert Irving Comprehensive Cancer Center e al Data Science Institute. “Anche se siamo ancora in fase di ricerca, potrebbe aprire nuove strade per la terapia del cancro.”
I prossimi passi di una collaborazione continua
Questo lavoro è stato svolto come parte di una collaborazione in corso con il laboratorio di Nicholas Arpaia, assistente professore di microbiologia e immunologia presso il Vagelos College of Physicians and Surgeons della Columbia. Il team ha già sviluppato batteri che forniscono insieme carichi utili per l’immunoterapia. I ricercatori stanno continuando a perfezionare il loro lavoro e sperano di iniziare studi clinici per valutare appieno la sicurezza e l’efficacia della piattaforma nei pazienti umani.
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