I ricercatori hanno sviluppato una tecnica di immunoterapia cancerogena con melanina,  che può servire anche come vaccino, basata su esperimenti effettuati sui topi.

La tecnica viene applicata tramite una patch transdermica.

“La melanina è un pigmento naturale che può trasformare efficacemente l’energia assorbita della luce solare in calore”, spiega Zhen Gu, autore della ricerca e  professore associato nel programma di ingegneria biomedica congiunta presso la North Carolina State University e l’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill.

“Abbiamo dimostrato che la melanina, che si trova ad alti livelli nel melanoma e può essere utilizzato per aiutare a trattare il melanoma.

Facciamo questo irraggiando con luce infrarossa (IR)  un cerotto terapeutico  che stimola la risposta immunitaria sistemica che combatte il cancro.”

“Ci sono molte cellule immunitarie nella pelle e il concetto fondamentale è quello di allenare il sistema immunitario del corpo a rispondere efficacemente alla presenza di cellule del melanoma.

Tale attività potrebbero limitare la probabilità di sviluppare tumori e aiutare il corpo a combattere i tumori che si sono già sviluppati “, spiega Yanqi Ye, autore principale dello studio

La nuova tecnica inizia con un lisato – un puro tumore, costituito da cellule melanoma rotte.

Il lisato viene utilizzato per riempire un array di microaghi, incorporato in un cerotto transdermico polimerico.

Da solo, il lisato è inattivo e innocuo.

Ma quando la patch viene applicata alla pelle, il più grande organo immune del corpo, il sistema immunitario sa che, qualunque sia il lisato, non dovrebbe essere lì.

Ciò provoca una risposta immunitaria e che la risposta consente al sistema immunitario di “ricordare” il lisato di melanoma, migliorando il suo tempo di risposta e l’efficienza se incontra ancora un melanoma.

Poiché melanoma contiene livelli elevati di pigmento melanina, i microaghi riempiti di lisatohanno un colore scuro.
Quindi assorbono la luce.
I ricercatori approfittano di questa proprietà e la sfruttanio nella loro nuova tecnica, irraggiando di luce IR la patch transdermica.
La luce viene quindi ampiamente assorbita dal melanina nei micro aghi, che aumenta rapidamente la temperatura della pelle dove viene applicata la patch.

Il calore locale provoca un ambiente simile alla febbre nella pelle , favorendo il rilascio del lisato dai microaghi, attraendo e l’attivando il sistema delle cellule immunitarie.
L’aumento della temperatura contribuisce anche all’aumento del flusso locale di sangue e linfatico,facilitando la migrazione di cellule immunitarie.
Questa maggiore risposta immunitaria amplifica la capacità del corpo di ricordare – e rispondere – al lisato, proteggendolo meglio dalle incursioni del melanoma.
Per testare il potenziale della patch come vaccino, i ricercatori hanno utilizzato tre gruppi di topi:

ad un gruppo è stata applicata la patch ed è stato esposto alla luce IR;

ad un gruppo è stata applicata la patch, ma non è stata esposta alla luce IR;

ad un gruppo è stata applicata una patch vuota.

Il tempo della terapia è stato di cinque giorni.
Dieci giorni dopo la patch è stata riapplicata ed i topi sono stati iniettati con cellule melanoma attive.
Dopo un mese, tutti i topi che hanno ricevuto la patch vuota erano morti da melanoma.
La patch di lisato da sola, senza esposizione a luce IR ha fornito poca protezione:
solo il 13 per cento dei topi è sopravvissuto.
Nel frattempo, il 100 per cento dei topi che hanno ottenuto la patch di lisato e la luce IR sono sopravvissuti dopo due mesi – e l’87 per cento di loro non ha avuto tumori.

Cancer immunotherapy uses melanin against melanoma

Diagramma della patch del vaccino contro il melanoma che mira alle cellule che presentano antigene (APC) direttamente attraverso la somministrazione di lisati tumorali combinati con melanina.
Credito: Ye et al., Sci. Immunol. 2, eaan5692 (2017)

Per testare ulteriormente le proprietà terapeutiche della patch, i ricercatori hanno eseguito un esperimento simile.

Ad eccezione di questa volta, tutti i topi avevano già sviluppato due tumori, uno per ogni lato del corpo.
La patch è stata posta sul tumore sul lato sinistro del corpo.

I topi che hanno ricevuto la patch di lisato e la luce IR hanno registrato significative diminuzioni del volume tumorale per entrambi i tumori, anche se il tumore a sinistra (quello direttamente sotto la patch) è diminuito di più.

La patch da solo, senza luce IR, ha limitato la crescita del tumore – soprattutto a sinistra – ma non lo ha eliminato.

“Ciò dimostra che la tecnologia potrebbe avere un potenziale per il targeting sia della metastasi del cancro che dei tumori primari”, afferma Gianpietro Dotti, coautore dello studio e un professore presso l’Università della Carolina del Nord della medicina.

I ricercatori hanno poi eseguito esperimenti simili usando il lisato fatto da due altri tumori – il cancro al seno e una seconda forma di melanoma con melanina limitata.

In entrambi i casi, i ricercatori hanno aggiunto melanina al lisato per renderlo più assorbente.

I risultati erano simili a quelli della prima forma di melanoma:

le patch usate in combinazione con la luce IR vicino hanno ottenuto i risultati più promettenti.

Cancer immunotherapy uses melanin against melanoma

La vaccinazione combinata (a destra) ha causato l’espressione di segnali di pericolo immunogenici sotto forma di proteine di shock termico (HSP 70, in verde) vicino a nuclei cellulari (blu).
Credito: Ye et al., Sci. Immunol. 2, eaan5692 (2017)
“Questi risultati sono incoraggianti, ma siamo nelle prime fasi dello sviluppo”, dice Gu.

“Il prossimo passo sarebbe un grande studio sugli animali per valutare ulteriormente la sicurezza e l’efficacia della tecnica.

E mentre è troppo presto per valutare i costi, pensiamo che il trattamento potrebbe essere scalato e sarebbe conveniente “.

Il documento, “A melanin-mediated cancer immunotherapy patch” è pubblicato sulla rivista Science Immunology.

More information: Y. Ye el al., “A melanin-mediated cancer immunotherapy patch,” Science Immunology(2017). immunology.sciencemag.org/look … 6/sciimmunol.aan5692

CategoryCure, Salute

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