Come le cellule killer mettono fine ai tumori
L'immunoterapia per i tumori sta registrando i primi successi, ma ci sono ancora molte lacune nella conoscenza dei meccanismi d'azione sottostanti. I ricercatori dell'ETH hanno ora dimostrato, in topi affetti da tumori dei tessuti molli, come le cellule killer dell'organismo individuino i tumori utilizzando i virus dormienti presenti nel genoma.
![Immunoterapia del cancro al microscopio: al centro dell'immagine, tre cellule killer (viola, più piccole) attaccano una cellula cancerosa (viola, più grande; qui nell'immagine sono cellule leucemiche). (Immagine: Schliemann et al.: Cancer Immunol Res 2015, 3: 547)](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2017/06/tumoren-den-garaus-machen/_jcr_content/news_content/textimage/image.imageformat.text50percent.1914723312.jpg)
Il promettente principio attivo si chiama F8-TNF. Iniettata nel flusso sanguigno, attira le cellule killer del sistema immunitario dell'organismo verso i tumori dei tessuti molli (sarcomi) e le cellule killer uccidono i tumori. I ricercatori dell'ETH di Zurigo, guidati da Dario Neri, professore dell'Istituto di scienze farmaceutiche, hanno sviluppato l'F8-TNF quattro anni fa. Nel frattempo, sono riusciti a dimostrare che può curare completamente i sarcomi nei topi in combinazione con un agente chemioterapico. Tale cura non è possibile con il solo agente chemioterapico o con altri approcci terapeutici. Un principio attivo strettamente correlato all'F8-TNF viene ora testato nell'uomo nell'ambito di studi clinici.
La molecola F8-TNF, composta da due subunità, funziona in modo simile a un detective di un negozio: proprio come un detective rintraccia un taccheggiatore e lo trattiene fino all'arrivo della polizia, la molecola riconosce le cellule tumorali con la sua subunità F8. Con la sua parte TNF, attira le cellule killer (cellule T citotossiche). Il TNF è una sostanza messaggera del sistema immunitario.
Annidato nel genoma
Tuttavia, molto del meccanismo d'azione della molecola non era ancora chiaro. Gli scienziati del gruppo di Neri sono ora andati a fondo della questione. Tra le altre cose, volevano scoprire come le cellule killer chiamate dal tumore lo riconoscono. Sebbene le cellule killer siano allertate dalla sostanza messaggera TNF, questa non serve come segnale specifico di riconoscimento del tumore.
Gli scienziati hanno scoperto che sono le proteine di speciali virus dormienti (retrovirus endogeni) ad aiutare le cellule killer chiamate in azione dall'F8-TNF. L'impronta genetica di questi virus si è incorporata nel genoma del topo nel corso dell'evoluzione. In molte cellule tumorali, le proteine del virus vengono riportate in vita e sono i frammenti di queste proteine retrovirali sulla superficie delle cellule tumorali che permettono alle cellule killer di distinguere le cellule tumorali da quelle sane del corpo.
Protezione immunitaria contro il cancro
Gli scienziati hanno anche osservato che i topi che erano stati curati dai sarcomi con l'F8-TNF hanno continuato a rigettare in seguito il tessuto trapiantato di vari tipi di tumore. "I topi sembrano aver acquisito una sorta di protezione immunitaria contro il cancro. Come si è scoperto, sono responsabili di questa protezione anche le cellule killer, che riconoscono i diversi tipi di tumore utilizzando le proteine del virus dormiente", spiega Philipp Probst, dottorando del gruppo di Neri.
Nell'immunoterapia del cancro, il sistema immunitario dell'organismo viene attivato per combattere i tumori. In passato, molti scienziati ritenevano che le proteine alterate sulla superficie delle cellule tumorali servissero alle cellule killer come marcatore e punto di attacco. Questo perché i tumori sono tessuti corporei degenerati; si sviluppano come risultato di alcune mutazioni genetiche in una cellula precursore, che possono portare a cambiamenti proteici. "In alcuni casi, le proteine mutate possono essere il criterio di distinzione", spiega Neri. "Nel nostro lavoro, tuttavia, confermiamo che le cellule killer possono utilizzare anche altri criteri di differenziazione, ovvero la presenza o l'assenza di proteine di retrovirus".
Utile per la comprensione
"Non solo possiamo curare i sarcomi nei topi, ma conosciamo anche il meccanismo alla base di questa terapia", afferma Probst. Nel campo ancora nuovo dell'immunoterapia del cancro, è importante capire i meccanismi sottostanti. Questo è importante anche per poter prevedere quale terapia promette il maggior successo in quali pazienti.
Saranno necessarie ulteriori ricerche per scoprire se le osservazioni fatte sui topi valgono anche per gli esseri umani. Anche il genoma umano è ricco di sequenze geniche di virus dormienti. In ogni caso, queste conoscenze possono aiutare a interpretare i risultati degli studi clinici. La terza e ultima fase di sperimentazione clinica sull'uomo inizierà presto in Germania per il principio attivo L19-TNF, che è correlato all'F8-TNF, e le proposte di sperimentazione sono attualmente all'esame delle autorità statunitensi.
L'immunoterapia del cancro cento anni fa
Più di cento anni fa, il medico newyorkese William Coley osservò che singoli pazienti affetti da sarcoma guarivano spontaneamente. Si trattava di pazienti che non soffrivano solo di cancro, ma anche di un'infezione batterica. Coley cercò di tradurre la sua osservazione in un approccio terapeutico e iniziò a iniettare ai pazienti affetti da sarcoma un cocktail di batteri inattivati dal calore. Il risultato fu positivo e nei primi decenni del XX secolo la "tossina di Coley" era il trattamento di elezione per i pazienti affetti da sarcoma. In seguito fu in qualche modo soppiantata dalla radioterapia e dall'avvento della chemioterapia, ma la "tossina di Coley" fu prodotta in Germania fino al 1990.
All'epoca di Coley non c'erano conoscenze sufficienti per comprendere il meccanismo d'azione del suo cocktail. Oggi si può ipotizzare che i batteri inattivati abbiano innescato una risposta immunitaria nel corpo del paziente e quindi la formazione della sostanza messaggera TNF. Questa sostanza messaggera potrebbe a sua volta aver attivato le cellule killer, che hanno combattuto il tumore.
Riferimento alla letteratura
Probst P, Kopp J, Oxenius A, Colombo MP, Ritz D, Fugmann T, Neri D: L'eradicazione del sarcoma da parte della doxorubicina e del TNF mirato si basa sul CD8+ Riconoscimento da parte delle cellule T di un antigene retrovirale. Cancer Research, 8 maggio 2017, doi: pagina esterna10.1158/0008-5472.can-16-2946