I ricercatori dell'UC San Diego, insieme ad altri della University of Southern California e del Memorial Sloan Kettering Cancer Center di New York, hanno sviluppato un innovativo metodo di immunoterapia mirare e uccidere le cellule tumorali da remoto. Questo metodo non invasivo utilizza un sistema basato sugli ultrasuoni per manipolare i processi genetici in cellule T immunitarie vive da remoto, in modo da identificare e uccidere le cellule tumorali.

Lo studio è pubblicato nella rivista PNAS.

I ricercatori hanno capito come la meccanogenetica potrebbe aiutarli a utilizzare la tecnologia a ultrasuoni per interrompere le proprietà meccaniche delle cellule T immunitarie e convertire i loro segnali meccanici per controllare geneticamente le cellule.

Cos'è la meccanogenetica?

La meccanogenetica è un campo emergente della scienza che si concentra su come le forze fisiche ei cambiamenti nelle proprietà meccaniche di cellule e tessuti influenzano l'espressione genica in modo da controllare a distanza le attivazioni di geni e cellule.

Usando questo processo di meccanogenetica telecomandato, i ricercatori sono stati in grado di ingegnerizzare cellule T espressionali dei recettori chimerici (CAR) in grado di bersagliare e uccidere cellule cancerose nei siti tumorali.

Queste celle ingegnerizzate CAR-T sono dotate di sensori meccanoidi e moduli di trasduzione genetica che possono essere attivati ​​a distanza tramite il processo a ultrasuoni.

Come funziona questo processo?

Il processo per attivare a distanza le cellule CAR-T funziona attraverso l'ecografia tramite amplificazione microbolle. In altre parole, questo processo avviene attraverso una serie di risposte chimiche all'ecografia.

Le microbolle, combinate con streptavidina, possono essere collegate alla superficie della cellula, dove vengono espressi i canali ionici Piezo1 della proteina meccanosensibile. Una volta che la cellula viene esposta agli ultrasuoni, le microbolle vibrano e stimolano meccanicamente i canali ionici di Piezo1 per aprirsi e consentire agli ioni di calcio all'interno della cellula.

Questo innesca quindi percorsi a valle, tra cui l'attivazione della calcineurina, la defosforilazione di NFAT (fattore nucleare delle cellule T attivate) e la traslocazione nel nucleo. Quindi il nucleo NFAT traslocato si lega agli elementi di risposta a monte dei moduli di trasduzione genetica per avviare l'espressione genica di CAR per riconoscere e uccidere le cellule tumorali bersaglio.

La terapia cellulare CAR-T è diventata un approccio terapeutico innovativo per il trattamento del cancro, anche se molte sfide, come il targeting non specifico delle cellule CAR-T contro i tessuti non maligni, hanno impedito che diventasse una pratica diffusa, Peter Yingxiao Wang, professore di bioingegneria all'Università di San Diego, ha spiegato in un comunicato stampa.

Tuttavia, lo studio del team "potrebbe alla fine portano a una precisione ed efficienza senza precedenti nell'immunoterapia delle cellule CAR-T contro i tumori solidi, riducendo al minimo le tossicità off-tumor " Wang ha detto in una dichiarazione.

Questo è perché "Le cellule CAR-T saranno attivate solo nei siti tumorali, evitando così azioni non specifiche contro i tessuti non maligni ", ha detto Wang alla rete dell'Università (TUN).

I ricercatori sono attualmente in procinto di testare la tecnologia sui modelli di topi e passeranno alle sperimentazioni sui pazienti oncologici.

"Questa ricerca dovrebbe consentirci di progettare cellule di cellule a controllo remoto per applicazioni terapeutiche e cliniche nella medicina di precisione", ha detto Wang a TUN.