Potenziamento delle cellule immunitarie per i pazienti affetti da cancro

Edo Kapetanovic è in realtà un medico. Ma ora si è dedicato interamente alla ricerca e, dopo aver conseguito il dottorato, lavora all'ETH di Zurigo, a Basilea, presso il Dipartimento biosistemi e ingegneria. Il suo obiettivo è migliorare le terapie contro il cancro fornendo ai pazienti cellule immunitarie provenienti da sangue donato. Ora si è avvicinato a questo obiettivo: ? riuscito a modificare le cellule del donatore in modo che attacchino solo le cellule tumorali e non quelle sane del paziente. Ha testato la tecnologia su cellule umane in laboratorio, ma ci vorrà ancora tempo e ulteriori sviluppi prima che anche i pazienti possano beneficiarne.

In questo caso, la somministrazione di cellule del donatore non è banale: il sistema immunitario è specializzato nel distinguere tra cellule estranee e autologhe e nel combattere le cellule estranee. Nei pazienti con un sistema immunitario indebolito, le cellule del donatore riconoscono le cellule del paziente come estranee e possono scatenare una reazione immunitaria violenta e quindi fatale, nota come reazione graft-versus-host (reazione del tessuto del donatore contro il tessuto del ricevente). Per questo motivo, oggi i trattamenti immunoterapici per il cancro utilizzano principalmente le cellule immunitarie del paziente stesso e non quelle dei donatori.

Kapetanovic e il suo team sono riusciti a sviluppare cellule immunitarie che non innescano una reazione di trapianto contro l'ospite.

Le cellule proprie non sempre funzionano

Nell'ambito delle immunoterapie attualmente approvate per la cura del cancro, è possibile fare una distinzione approssimativa tra due approcci. Entrambi sono incentrati sulle cosiddette cellule killer, di solito cellule T killer. In un approccio, gli specialisti prendono le cellule killer del paziente e le modificano in laboratorio in modo che riconoscano specificamente le cellule tumorali e le eliminino. Le cellule modificate vengono poi somministrate ai pazienti.

Nel secondo approccio, i cosiddetti anticorpi bispecifici sono usati come un farmaco. Essi creano un legame molecolare nell'organismo tra le cellule T killer e le cellule tumorali. Questo attiva le prime in modo che possano combattere le cellule tumorali.

Tuttavia, questi approcci presentano un grosso svantaggio, come spiega Kapetanovic: "Entrambi gli approcci utilizzano le cellule del paziente. Tuttavia, sappiamo che le cellule immunitarie differiscono notevolmente da persona a persona. In alcuni pazienti, le cellule T non sono semplicemente abbastanza adatte a combattere il tumore". Sarebbe quindi utile fornire ai pazienti oncologici potenti cellule T killer da donatori sani, se non fosse per la pericolosa reazione "graft-versus-host". Kapetanovic ha ora risolto questo problema con l'approccio degli anticorpi bispecifici.

Per comprendere la sfida che il ricercatore ha affrontato, è necessario sapere quanto segue: L'attivazione desiderata delle cellule T killer da parte degli anticorpi bispecifici e l'attivazione indesiderata da parte delle cellule sane, che porta alla reazione trapianto-versus-host, si verificano attraverso lo stesso complesso molecolare sulla membrana esterna delle cellule T killer, il complesso TCR-CD3.

Cellule con complesso proteico artificiale

Kapetanovic ha superato la sfida creando un complesso TCR-CD3 sintetico. Le cellule T killer con questo complesso sintetico non reagiscono più alle cellule estranee e quindi non innescano una reazione di trapianto contro l'ospite. Tuttavia, le cellule T killer possono essere attivate con anticorpi bispecifici e possono ancora combattere le cellule tumorali.

Il complesso TCR-CD3 sintetico è il risultato di studi approfonditi e dettagliati di Kapetanovic e del suo team. Prima di riuscire a modificare in modo specifico questo complesso, gli scienziati hanno studiato in dettaglio la struttura molecolare delle singole subunità di questo complesso e il modo in cui trasmettono il segnale di attivazione.

Terapia combinata con cellule e anticorpi

"Il nostro approccio mira a offrire un giorno un prodotto standardizzato e pronto all'uso per la terapia del cancro", spiega Kapetanovic. L'idea è quella di isolare le cellule T killer dal sangue di donatori sani e sostituire il complesso TCR-CD3 naturale con quello sintetico utilizzando metodi biotecnologici. Il sangue dei pazienti affetti da cancro verrebbe quindi arricchito con queste cellule modificate e i pazienti verrebbero trattati con anticorpi bispecifici.

"? possibile somministrare cellule di qualsiasi donatore a qualsiasi paziente", afferma il ricercatore del Fare all'ETH. Un prodotto standardizzato di questo tipo sarebbe molto più facile ed economico da produrre rispetto all'isolamento e alla modifica delle cellule di ogni singolo paziente, come avviene oggi. Il processo attuale richiede tempo e una complessa infrastruttura di laboratorio, che limita la disponibilità per i pazienti. Un prodotto pronto all'uso potrebbe essere facilmente commercializzato in modo che un maggior numero di pazienti possa beneficiarne.

L'ETH di Zurigo ha presentato un'iscrizione al brevetto per la nuova tecnologia. Kapetanovic sta ora pianificando di svilupparla ulteriormente fino alla maturità del mercato. Riceve un sostegno finanziario dall'agenzia svizzera per la promozione dell'innovazione Innosuisse e intende fondare una società di apertura.