Luce e nanoparticelle: ecco come “riprogrammare” i macrofagi aiutanti del tumore

TAMs ROS nanoparticles

Nella lotta contro il cancro, non tutte le cellule immunitarie giocano dalla nostra parte. I macrofagi associati al tumore non solo supportano la sue crescita, ma generano anche un ambiente immuno-soppressorio che mantiene le cellule immunitarie “buone” a debita distanza. La buona notizia è che esistono strategie per riscattare i macrofagi “traditori”. In una ricerca pubblicata di recente, sono state utilizzate particelle molto piccole e una tecnica chiamata "fotogenerazione".

Avevamo già parlato dei macrofagi tumore-associati, “TAM” per gli amici. Non tutti i macrofagi sono “cattivi”, ma quelli associati al tumore sono anche responsabili della sua crescita e della formazione delle metastasi. Gli scienziati li definiscono macrofagi M2, per distinguerli dai macrofagi M1, che esercitano al contrario funzioni anti-tumorali. La stessa popolazione cellulare agisce in due modi diversi e persino opposti, a seconda del suo stato di attivazione e del tipo di mediatori chimici rilasciati.

Tumori e TAM: una pericolosa alleanza

Un macrofago non è intrinsecamente "buono" o "cattivo"; il suo aspetto finale o "fenotipo" può essere M1 o M2 a seconda delle molecole segnale che incontra nel suo microambiente. E comunque, i macrofagi M2 non sono sempre i cattivi della situazione, anzi, esistono per una ragione: le loro funzioni primarie sono la guarigione delle ferite e la riparazione dei tessuti e, soprattutto, sono quelli che “spengono” la risposta immunitaria dopo che lo stimolo scatenante è stato rimosso.

Purtroppo sappiamo che i tumori riescono a sfruttare i meccanismi o gli interruttori naturalmente presenti nel nostro corpo per il loro beneficio personale. Poiché i TAM sono naturalmente programmati per attenuare le risposte immunitarie, il tumore li recluta per generare un ambiente immunosoppressorio, che lo protegge dagli attacchi del sistema immunitario. Non a caso, le nostre immunoterapie spesso falliscono a causa della soppressione immunitaria mediata dai TAM nel microambiente tumorale.

Cellule plastiche

Quando qualcuno ci ferisce ripetutamente, non pensiamo sul serio che possa miracolosamente cambiare e redimersi non è vero? Con i TAM è un po' diverso: loro possono veramente cambiare, poiché sono cellule molto plastiche e riescono a passare dal fenotipo M1 a M2 o viceversa. È una buona notizia per noi, poiché significa che non dobbiamo necessariamente sterminare tutti i TAM; possiamo trasformarli in macrofagi M1, che ci aiuteranno a sconfiggere il cancro. Ma qual è la "ricetta" per realizzare questa trasformazione?

Si sta studiando più di una strategia, tra cui l'uso di cocktail di citochine, della terapia genica o di determinati mediatori chimici come le specie radicaliche dell’ossigeno (ROS), quelli che conosciamo con il nome più familiare di “radicali liberi”. In un articolo pubblicato di recente su Nanoletters, gli scienziati hanno esplorato proprio i ROS, in combinazione con speciali nanoparticelle.

Il nano-interruttore

"Nano" non significa semplicemente "molto molto piccolo"; nella scienza, viene usato in riferimento a dimensioni specifiche, che vanno da 1 a 100 nanometri (un nanometro è un miliardesimo di metro!). In questo studio, le nanoparticelle sono state ricoperte da uno zucchero chiamato mannosio, che consente l'internalizzazione nei TAM attraverso uno specifico recettore. Ma veniamo alla parte più interessante, ossia il contenuto delle nanoparticelle: composti chimici chiamati “fotosensibilizzanti”, che producono i ROS quando eccitati da una specifica lunghezza d'onda. La tecnica viene chiamata “foto-generazione” e può essere controllata con precisione accendendo e spegnendo un laser specifico, in modo che la produzione di radicali liberi non danneggi la cellula stessa. Come sapete, infatti, queste molecole, se prodotte in eccesso, sono dannose per i tessuti, ma in dosi controllate riescono a fare il miracolo: azionano quella via di segnalazione che comunica al macrofago di cambiare aspetto per fare fronte all’emergenza.

I ricercatori hanno quindi dimostrato che è possibile controllare la produzione di ROS nei TAM attraverso la foto-generazione e che questi composti mediano il passaggio dal fenotipo M2 a quello M1. I macrofagi riprogrammati sono stati poi ulteriormente potenziati nella loro capacità di istruire le cellule dell'immunità adattativa (ad esempio linfociti) per riconoscere specificamente le cellule cancerose e hanno efficacemente contrastato la crescita del tumore nei modelli murini.

Erika Salvatori

Fonte:

Shi, C. et l. (2018). Reprogramming Tumor-Associated Macrophages by Nanoparticle-based Reactive Oxygen Species Photogeneration. Nano Lett.

I nostril articoli precedent sui TAM:

http://www.vitares.org/index.php/it/magazine/69-riprogrammare-il-microambiente-tumorale-con-la-terapia-genica

http://www.vitares.org/index.php/it/magazine/57-uno-sguardo-al-paesaggio-immunologico-del-tumore-i-macrofagi-tumore-associati

Tags: TAM macrofagi associati luce nanoparticelle

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