Biologia sintetica usata per colpire le cellule tumorali risparmiando tessuto sano

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Biologia sintetica usata per colpire le cellule tumorali risparmiando tessuto sano

Secondo uno studio condotto dai ricercatori della Stanford University School of Medicine le proteine ​​sintetiche progettate per riconoscere percorsi biologici eccessivamente attivi possono uccidere le cellule tumorali risparmiando i tessuti sani.

Verso trattamenti mirati e personalizzati

L’approccio personalizzabile, che i ricercatori chiamano RASER, si basa solo su due proteine

  • la prima si attiva in presenza di un segnale di crescita “sempre attivo”, spesso presente nelle cellule tumorali, 
  • la seconda realizza una risposta programmata dal ricercatore.

Sebbene gli esperimenti fossero limitati alle cellule cresciute in laboratorio, i ricercatori ritengono che i risultati potrebbero portare ad un nuovo tipo di terapia del cancro in cui le proteine ​​sintetiche offrono trattamenti altamente mirati e personalizzabili per eludere gli effetti collaterali a volte molto debilitanti.

Abbiamo sempre cercato un modo per uccidere le cellule tumorali ma non “tutelando” le cellule normali. Le cellule tumorali derivano da segnali difettosi che consentono loro di crescere in modo inappropriato, quindi abbiamo hackerato le cellule tumorali per reindirizzare questi segnali difettosi” ha affermato Michael Lin, MD, PhD, professore associato di neurobiologia e bioingegneria.

Segnali dai recettori

Molti tumori si basano su una serie di segnali che provengono da proteine ​​chiamate recettori che attraversano la membrana della cellula. Questi flussi di segnalazione, o percorsi, vengono utilizzati dalle cellule sane per crescere in risposta a segnali esterni, ad esempio durante lo sviluppo o il recupero da lesioni. Quando queste proteine ​​del recettore nelle cellule tumorali si modificano, rendono la proteina del recettore “sempre attiva“, fornendo alla cellula segnali costanti e ingiustificati per la crescita.

I ricercatori si sono concentrati su due recettori, EGFR e HER2 – membri di una famiglia di recettori chiamati recettori ErbB – che spesso guidano la crescita di tumori al cervello, ai polmoni e al seno. 

Molti comuni farmaci antitumorali agiscono bloccando i segnali innescati dall’attivazione del recettore. Sfortunatamente questi farmaci non hanno modo di discriminare tra le cellule cancerose, in cui il percorso è sempre attivato, e le cellule sane. 

Ecco dov’è la vera innovazione di Lin e il suo team

Chung e i suoi colleghi hanno progettato una proteina sintetica composta da due proteine ​​naturali fuse insieme – una che si lega ai recettori ErbB attivi e un’altra che scinde una specifica sequenza di aminoacidi. Hanno quindi progettato una seconda proteina che si lega alla superficie interna della membrana cellulare e contiene una sequenza personalizzabile che può eseguire azioni specifiche nella cellula. Quando la prima proteina si lega a un recettore ErbB attivo la seconda rilascia il “messaggio programmato” all’interno della cellula.

Uccidere solo cellule iperattive

Il team ha confrontato il sistema RASER con due terapie attualmente utilizzate per il carcinoma mammario metastatico – un regime chemioterapico e un farmaco che blocca l’attività dei ErbB – su diversi tipi di cellule.

I ricercatori hanno scoperto che:

  •  il tradizionale regime chemioterapico ha ucciso tutte le cellule indiscriminatamente
  • L’effetto dell’inibitore sulla vitalità delle cellule varia e non si correla in modo affidabile con i livelli di attività della via ErbB. 
  • Solo RASER ha ucciso specificamente quelle cellule in cui il percorso ErbB era eccessivamente attivo mentre risparmiava quelle in cui l’attività ErbB era normale.

Ora abbiamo molte più informazioni sulla genomica del cancro, sui segnali e su come le cellule tumorali interagiscano con il sistema immunitarioRASER è sia personalizzabile che generalizzabile e ci consente per la prima volta di colpire selettivamente le cellule tumorali risparmiando quelle sane” ha detto Lin.

Fonte:

https://science.sciencemag.org/content/364/6439/eaat6982