Cancro e immunoterapia

Cari ragazzi a giugno 2016 la notizia di un vaccino per il cancro ha fatto il giro del mondo. In realtà, è molto tempo che gli scienziati provano a curare il cancro stimolando il sistema immunitario contro le cellule tumorali. Già alla fine dell'800, il medico tedesco Paul Ehrlich, progettava di usare il sistema immunitario contro il cancro, ma le conoscenze e la tecnologia non erano ancora mature. Negli anni cinquanta e settanta del secolo scorso alcuni esperimenti dimostrarono che l'immunoterapia era fattibile, ma i risultati ottenuti a quel tempo non furono quelli sperati. Con il progredire della ricerca, tuttavia, le interconnessioni tra cancro e sistema immunitario sono diventate sempre più chiare. Il cosiddetto paradigma delle "tre E" riassume bene quello che accade. L'interazione tra sistema immunitario e cancro può essere schematizzata, infatti, in tre fasi: ELIMINATION, il sistema immunitario specifico, in particolare i linfociti T CD8+, identificano ed eliminano costantemente le cellule tumorali che si formano; EQUILIBRIUM, in una fase successiva si instaura una specie di lotta alla pari tra difesa immunitaria e crescita cancerosa guidata dall'esistenza di meccanismi di selezione darwiniana e dall'elevata frequenza di mutazione delle cellule cancerose; ESCAPE, la selezione darwiniana fa sì, però, che alcune cellule possano sfuggire al controllo esercitato dalle difese immunitarie. Il cancro comincia, così, a crescere. La ricerca scientifica ha quindi iniziato ad utilizzare le conoscenze e le tecnologie basate sul sistema immunitario per cercare di affiancare l'immunoterapia alla chemioterapia e alla radioterapia. Gli anticorpi monoclonali e i cosiddetti checkpoint sono due delle scoperte che hanno permesso passi avanti nella lotta immunologica ai tumori.

Nanoparticelle lipidiche, contenenti RNA codificanti per antigeni tumorali,
vengono diretti alle cellule dendritiche e ai macrofagi. Questi esprimono l'antigene e lo presentano
ai linfociti T, che attaccheranno così il tumore con quel particolare antigene.
(Kranz et al. (2016) - http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7607/images/nature18443-f1.jpg)

Gli anticorpi monoclonali sono proteine che riconoscono in maniera molto specifica gli antigeni di superficie delle cellule cancerose, cioè quelle molecole che distinguono le cellule trasformate in cancerose da quelle sane. Il meccanismo dei checkpoint, invece, è un sistema di sicurezza delle cellule T. Questi linfociti devono superare alcuni controlli molecolari prima che la loro azione distruttiva venga attivata. Infatti, se non controllate, le cellule T potrebbero uccidere i tessuti sani con conseguenze anche fatali per l'organismo. Alcune cellule tumorali hanno imparato a sfruttare il sistema a proprio vantaggio. Producono, infatti, proteine che bloccano i checkpoint e quindi l'attivazione delle cellule T, impedendo di fatto l'attività anticancro del sistema immunitario.
Come vengono sfruttati anticorpi monoclonali e checkpoint nell'immunoterapia? Vediamo tre esempi: 1) in un primo caso sono stati progettati nuovi farmaci a base di anticorpi monoclonali, detti inibitori del checkpoint, che, permettendo un'attivazione più facile dei linfociti T, stimolano di fatto la loro attività antitumorale e impediscono al tumore di controllare il sistema di checkpoint; 2) alcune cellule immunitarie, come quelle dendritiche, girano alla ricerca di antigeni estranei da segnalare ai linfociti T e vengono chiamate per questo cellule presentanti l'antigene; i ricercatori sono riusciti a selezionare antigeni presenti solo sulla superficie delle cellule tumorali e li hanno "aggiunti", per così dire, alle cellule dendritiche del paziente in modo da stimolare il suo sistema immunitario contro queste proteine estranee; 3) in una situazione molto simile al secondo caso, i ricercatori hanno ingegnerizzato linfociti T, in modo tale che possono riconoscere direttamente gli antigeni di superficie specifici delle cellule tumorali e ucciderle, senza la mediazione delle cellule dendritiche. Anche in questo caso si usano anticorpi monoclonali specifici per gli antigeni superficiali delle cellule tumorali.

Michelle Boyer ha un melanoma in fase avanzata. Si è sottoposta a sei cicli di immunoterapia.
Non è guarita, ma sta vivendo più a lungo di quanto previsto nel 2013,
quando le è stato diagnosticato il melanoma. (Link al video)

Nel primo caso la stimolazione del sistema immunitario è generalizzata e può avere gravi effetti collaterali, negli altri due casi cellule sane e malate devono essere estratte dal paziente, ingegnerizzate e/o tipizzate. Nell'articolo uscito su Nature il 16 giugno 2016, gli autori descrivono un sistema ingegnoso per rendere semplice l'immunoterapia e lo sviluppo di veri e propri vaccini contro i tutti i tipi di tumori. Cosa hanno fatto? Questi scienziati hanno racchiuso una molecola di RNA dentro una sferetta lipidica. L'RNA codifica per antigeni tumorali, cioè quelle proteine specifiche del tumore, che permettono di distinguerlo dalle cellule normali. Grazie all'involucro lipidico, l'RNA riesce a raggiungere molto facilmente le cellule dendritiche, le quali inglobano la sferetta per micropinocitosi attraverso la membrana cellulare, cioè le gocciole lipidiche si fondono con la membrana cellulare, anch'essa lipidica, delle cellule dentritiche e liberano la molecola di RNA. Questa, poi, viene tradotta in proteina ed espressa sulla superficie della cellula dendritica per essere presentata ai linfociti T, che in questo modo scatenano la risposta immunitaria riconoscendo in maniera specifica le cellule tumorali da uccidere. Ciò che ha più entusiasmato di questo lavoro è che la tecnologia, provata sui topi e su tre uomini con melanoma, sembra funzionare. L'articolo pubblicato dimostra, infatti, che in tutti i casi in cui sono state somministrate queste nanoparticelle lipidiche contenenti RNA, l'organismo ha reagito con una robusta risposta immunitaria contro il tumore. Bella notizia, non c'è che dire! La sperimentazione clinica permetterà di capire se, finalmente, la scienza abbia scoperto una strategia vincente contro il cancro.

Referenze

Kranz et al. (2016) Systemic RNA delivery to dendritic cells exploits antiviral defence for cancer immunotherapy. Nature, 534: 396-401.

De Vries J., Figdor C. (2016) Cancer vaccine triggers antiviral-type defences. Nature, 534: 329-331

Mantovani A. (2016) La promessa della immunoterapia. Le Scienze, 574: 45-49.

Weintraub K., (2016) Come difendersi dal cancro. Le Scienze, 574: 51-59.

Tumour immunology and immunotherapy.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)