Come un poliovirus modificato può aiutare a combattere il cancro al cervello

La ricerca in colture cellulari e modelli animali suggerisce che gli scienziati possono essere in grado di utilizzare un poliovirus modificato per montare una risposta immunitaria contro le cellule del tumore al cervello.

Gli scienziati sanno che il poliovirus è l’agente patogeno che causa poliomielite, una malattia che colpisce il sistema nervoso centrale, causando potenzialmente disabilità e, nei casi più gravi, la morte.

Ma, sempre più, i ricercatori hanno scoperto che possono modificare i virus esistenti per renderli sicuri e, soprattutto, sfruttare il loro potenziale per sfidare e combattere altre condizioni di salute.

Recentemente, un team di ricercatori del Duke Cancer Institute a Durham, NC, ha scoperto che potrebbero essere in grado di utilizzare il poliovirus nel trattamento di una forma di cancro al cervello.

Nel loro documento di studio – che appare in Comunicazioni sulla natura – i ricercatori spiegano che hanno modificato geneticamente il virus, creando una versione stabile e sicura chiamata “chimera.”

Questa versione modificata, dicono, può aumentare la risposta immunitaria contro glioma diffuso della linea mediana – un tipo di tumore al cervello estremamente aggressivo – che è più comune nei bambini che negli adulti.

La ricerca finora è stata preclinica, che gli scienziati hanno condotto in vitro, in cellule tumorali che hanno raccolto da esseri umani, e in vivo, in modelli di topo.

Ricercatori “speranzosi” per i risultati

Per il loro studio, i ricercatori hanno modificato una chimera polio-rhinovirus per farle esprimere un antigene tumorale mutato che è solitamente presente nel glioma diffuso della linea mediana.

Gli antigeni sono strutture che stimolano una risposta del sistema immunitario e, nel caso attuale, l’antigene mutato stimola l’attività delle cellule dendritiche. A loro volta, le cellule dendritiche stimolano l’azione di un gruppo di cellule immunitarie specializzate chiamate “cellule T tumorali antigene-specifiche”.”

Tali cellule T possono bloccare sui tumori e iniziare a uccidere le cellule tumorali che li formano, ritardando così la crescita del tumore e prolungando la sopravvivenza.

Tuttavia, in esperimenti precedenti, queste cellule immunitarie si sono anche dimostrate molto difficili da controllare, poiché hanno erroneamente attaccato anche i tessuti sani.

Questo è dove il poliovirus modificato appare utile, secondo gli autori dello studio.

“I poliovirus hanno diversi vantaggi per la generazione di cellule T CD8 antigene-specifiche come potenziale vettore di vaccino contro il cancro”, spiega l’autore senior Dr. Matthias Gromeier.

Il virus, nota il ricercatore, è in grado di attivare le cellule dendritiche e stimolare una risposta immunitaria contro “l’invasore” – il cancro – senza minacciare altri aspetti della salute.

“Si sono evoluti naturalmente per avere un rapporto con il sistema immunitario umano, attivando le cellule dendritiche, inducendo l’immunità delle cellule T CD8 e suscitando l’infiammazione. Di conseguenza, non interferiscono con l’immunità innata o adattativa”, dice il Dr. Gromeier.

Così, la nuova versione creata del poliovirus potrebbe potenzialmente agire come un “vaccino” contro i tumori cerebrali aggressivi.

Finora, gli esperimenti in cellule e modelli di topi hanno mostrato abbastanza promessa per portare i ricercatori a pianificare una sperimentazione clinica di fase 1, coinvolgendo partecipanti umani.

“Siamo fiduciosi che questo approccio possa essere testato come potenziale terapia per i tumori [glioma diffuso della linea mediana], che rappresentano un terribile fardello per i bambini e le loro famiglie.”

– Dott. Matthias Gromeier

Come herpes e altri virus dormienti 'riattivare' spiegato in un nuovo studio

I tumori si restringono dopo l’iniezione di batteri

I ricercatori negli Stati Uniti hanno ridotto con successo i tumori del cancro nei ratti, nei cani e ora in un paziente umano, iniettando direttamente i tumori con una versione modificata di Clostridium novyi (C. novyi-NT) per innescare risposte anti-cancro forti e precisamente mirate.

Il team, compresi i ricercatori del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center di Baltimora, MD, scrive sul lavoro nella rivista Scienza Medicina Traslazionale.

La rivelazione che i batteri come Clostridium può essere usato per trattare cancro non è nuovo. Per esempio, il Clostridia Research Group (CRG) ha lavorato in questo settore da quando è stato istituito nel 2004 dal Prof. Nigel Minton dell’Università di Nottingham nel Regno Unito.

Il batterio prospera in ambienti poveri di ossigeno, come quelli al centro dei tumori solidi. Prof. Minton ha spiegato a una conferenza nel 2011 che a causa di questa caratteristica naturale del batterio – che è “squisitamente specifica” e non ha bisogno di alterazioni fondamentali – uccide tumore ma lascia indenne il tessuto sano.

I batteri attaccano le cellule tumorali affamate di ossigeno

Shibin Zhou, professore associato di oncologia al Johns Hopkins Kimmel Cancer Center e autore senior del nuovo studio, insieme ad altri colleghi del Johns Hopkins, ha anche lavorato sulle proprietà anticancro di Clostridium, e C. novyi in particolare, negli ultimi 10 anni.

Si sono interessati per la prima volta quando hanno osservato che alcuni pazienti affetti da cancro che contraggono gravi infezioni batteriche sembrano mostrare la remissione del cancro.

Si sono concentrati sui tumori dei tessuti molli perché sono spesso localmente avanzati e si sono diffusi al tessuto normale. E come il gruppo nel Regno Unito, erano interessati al fatto che i batteri non possono germinare nel tessuto normale e attaccheranno solo le cellule tumorali affamate di ossigeno.

Inoltre, il prof. Zhou spiega, “il vantaggio di usare i batteri per trattare il cancro è che potete modificare questi batteri relativamente facilmente, per dotarli di altri agenti terapeutici, o renderli meno tossici come abbiamo fatto qui.”

Nella sua forma naturale, C. novyi si trova nel suolo e può causare un’infezione che danneggia i tessuti nei bovini, nelle pecore e negli esseri umani. Prima di usarlo, i ricercatori hanno rimosso uno dei geni produttori di tossine del batterio per trasformarlo in una forma più sicura chiamata C. novyi-NT.

I batteri hanno sradicato e ridotto i tumori senza danneggiare il tessuto sano

Per il loro studio, hanno iniettato C. novyi-NT spore direttamente in tumori naturali in 16 cani da compagnia. Sei dei cani hanno mostrato una risposta antitumorale entro 21 giorni dalla prima iniezione.

I tumori sono stati completamente sradicati in tre dei sei cani che hanno risposto, e negli altri tre cani, i tumori si sono ridotti di almeno il 30% (misurati lungo il diametro più lungo del tumore).

Il team nota che la maggior parte dei cani ha sperimentato febbre, ascessi tumorali e infiammazione, effetti collaterali che normalmente accompagnano l’infezione batterica.

I ricercatori hanno anche testato l’effetto dell’iniezione di C. novyi-NT spore in una paziente donna con un tumore avanzato dei tessuti molli nell’addome. Hanno fatto l’iniezione di spore direttamente in un tumore metastatico nel suo braccio.

Il risultato è stato una riduzione significativa delle dimensioni del tumore dentro e intorno all’osso. Ma la squadra nota perché questa era una prova di fase 1 in un paziente, non possono essere sicuri se la stessa gamma di risposte che hanno visto nei cani può accadere negli esseri umani.

In un’altra fase dello studio, i ricercatori hanno anche testato l’iniezione di spore in ratti con gliomi impiantati, un tipo di tumore al cervello.

Quando hanno esaminato i tumori e i campioni di cervello al microscopio, hanno trovato che i batteri avevano ucciso le cellule tumorali senza danneggiare il tessuto sano che era solo micrometri di distanza.

I ratti trattati hanno anche vissuto più a lungo dei ratti non trattati – sopravvivendo 33 giorni rispetto ai 18 giorni dopo il trattamento.

La ragione per cui i ricercatori hanno scelto di trattare i cani così come i ratti nello studio è perché i cani hanno molte somiglianze genetiche con gli esseri umani, e molti cani con il cancro sono dati lo stesso trattamento di quello dato agli esseri umani.

Prof. Zhou dice che hanno continuato a studiare l’effetto dell’iniezione di spore negli esseri umani e sono in attesa dei risultati finali:

“Ci aspettiamo che alcuni pazienti abbiano una risposta più forte di altri, ma questo è vero anche per altre terapie. Ora, vogliamo sapere quanto bene i pazienti possono tollerare questo tipo di terapia.”

Potenziale da combinare con le terapie tradizionali del cancro

Altri ricercatori hanno già cercato di combinare la chemioterapia con C. novyi-NT trattamento e testando l’effetto nei topi. Le terapie tradizionali come la chemioterapia e le radiazioni aumentano la quantità di tessuto povero di ossigeno nel tumore, che può quindi rendere il trattamento con le spore più potente ed efficace.

“Un’altra cosa buona dell’uso dei batteri come agente terapeutico è che una volta che infettano il tumore, possono indurre una forte risposta immunitaria contro le cellule tumorali stesse”, aggiunge il prof. Zhou.

Anche se devono ancora vedere questo negli studi del cane e dell’uomo, nota che può essere possibile, poichè il lavoro precedente sui topi suggerisce che il trattamento della spora contribuisce a creare una risposta anti-tumorale sostenuta nel sistema immune, uno che persiste molto dopo che il trattamento iniziale dei batteri ha rifinito.

Lo studio segue altre notizie recenti su un modo veloce e a basso costo di fare molecole anticancro che imitano i naturali meccanismi anticancro del corpo.

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