Cocktail batterici contro il cancro una terapia personalizzata pronta a cambiare le regole del gioco
Una nuova frontiera della lotta al cancro sta emergendo dai batteri. Un team guidato dai ricercatori della Penn State ha ideato un metodo per creare miscele di batteri buoni e cattivi — cocktail — per aiutare a combattere il cancro della vescica. Hanno testato le loro miscele su campioni di tumore di pazienti e in modelli di topo, scoprendo che i cocktail aumentano notevolmente la capacità del sistema immunitario di combattere la malattia. Lo studio, pubblicato il 2 dicembre su Nature Communications, potrebbe essere personalizzato in base alle esigenze sanitarie di ciascun paziente, offrendo trattamenti più efficienti a costi paragonabili o inferiori rispetto alle opzioni di trattamento esistenti. Credito: fornito da Pak Kin Wong.
In This Article:
- Una nuova frontiera di immunoterapia MPC come funziona
- BCG immunoterapia oggi limiti e opportunità
- Come funziona l'MPC: IA e organoidi per personalizzare il trattamento
- Risultati preclinici nei modelli murini
- Prospettive future e espansione a altri tumori
- Coautori, finanziamenti e contesto
- Contesto nazionale e contatti
Una nuova frontiera di immunoterapia MPC come funziona
Questo nuovo metodo, chiamato immunoterapia MPC o immunoterapia a cocktail di prodotti microbici, usa prodotti derivati dai batteri invece dei batteri vivi usati nella BCG. Wong ha spiegato come l’uso di questi prodotti permette un maggiore controllo durante il trattamento e, di conseguenza, la possibilità di testare molte miscele senza il rischio che batteri dannosi rendano i pazienti malati. Per decidere quali miscele utilizzare, i ricercatori hanno sviluppato un modello di intelligenza artificiale (IA) che ottimizza sia la composizione sia il dosaggio relativo dei prodotti microbici, testando questi cocktail ottimizzati in organoidi tumorali — mini-tumori derivati dai tessuti di un tumore di paziente — per valutare quanto bene ogni cocktail attivi la risposta immunitaria del paziente. Questo approccio permette una immunoterapia MPC personalizzata per ogni paziente.
BCG immunoterapia oggi limiti e opportunità
Secondo Wong, una delle strategie più promettenti per trattare il cancro è l’immunoterapia, in cui i medici usano il sistema immunitario del paziente per colpire le cellule tumorali. Nel cancro della vescica, i medici possono introdurre batteri vivi nel corpo del paziente per impegnare il sistema immunitario nella lotta contro le cellule cancerose. Quest’immunoterapia, chiamata bacillus Calmette–Guérin (BCG), è stata originariamente riportata nel 1976 ed è ancora l’unico metodo di immunoterapia batterica approvato per uso clinico, ha spiegato Wong. Nonostante sia l’unico metodo, ha ancora molto margine di ottimizzazione. «Le persone hanno riconosciuto la connessione tra infezione batterica e regressione del cancro sin dal XIX secolo», ha detto Wong, osservando che ci è voluto più di un secolo per trasformare questa comprensione in un trattamento reale con BCG. «Tuttavia, questo tipo di immunoterapia, che si basa su un singolo tipo di batterio, funziona solo per una parte dei pazienti. Ora sappiamo che il nostro sistema immunitario interagisce con migliaia di diversi tipi di batteri ogni giorno, il che apre molte nuove possibilità e può aiutare a rendere i trattamenti più efficaci.»
Come funziona l'MPC: IA e organoidi per personalizzare il trattamento
Il team chiama questa immunoterapia MPC (cocktail di prodotti microbici). L’approccio usa prodotti derivati dai batteri invece dei batteri vivi usati nella BCG. Wong ha spiegato che l’uso di questi prodotti permette un maggiore controllo durante il trattamento e, di conseguenza, la possibilità di testare più miscele senza il rischio che batteri dannosi rendano i pazienti malati. Per decidere quali miscele utilizzare, i ricercatori hanno sviluppato un modello di intelligenza artificiale che ottimizza sia la composizione sia il dosaggio relativo dei prodotti microbici, testando questi cocktail ottimizzati in organoidi tumorali — mini-tumori derivati dai tessuti di un tumore di paziente — per valutare quanto bene ogni cocktail attivi la risposta immunitaria del paziente. Questo approccio permette una immunoterapia MPC personalizzata per ogni paziente. «Eseguendo una piccola serie di test sugli organoidi in laboratorio, possiamo vedere quanto bene la massa tumorale di un paziente attira le cellule immunitarie, se si comporta come un tumore infiammato, o caldo, e quale cocktail funziona meglio per loro,» ha detto Wong. «Usando queste informazioni, il nostro sistema può indicare rapidamente il trattamento più efficace.»
Risultati preclinici nei modelli murini
Per verificare i propri risultati, il team ha testato i cocktail in topi affetti da cancro alla vescica, un metodo tradizionale per la verifica preclinica delle immunoterapie. L’approccio ha più che raddoppiato le percentuali di sopravvivenza a lungo termine rispetto all’immunoterapia BCG, secondo Wong. Inoltre, i topi trattati con il metodo MPC hanno mostrato una maggiore presenza di cellule immunitarie in grado di combattere il cancro, dimostrando come i cocktail personalizzati migliorino la risposta immunitaria rispetto ai topi trattati con BCG. Nella figura, gli MPC hanno aiutato a reclutare cellule immunitarie, colorate di verde, per infiltrarsi e aiutare a combattere i tumori, colorate di rosso. Credito: fornito da Pak Kin Wong.
Prospettive future e espansione a altri tumori
Guardando avanti, il team intende continuare a sviluppare la tecnica e ampliarla ad altri tipi di cancro. Sebbene al momento l’approccio colpisca solo il cancro della vescica, Wong ha spiegato che questa immunoterapia potrebbe essere adattata per trattare vari altri tipi di cancro. «Stiamo appena all’inizio di ciò che questo approccio può fare,» ha detto Wong. «Man mano che proseguiremo nello sviluppo, capiremo meglio come il sistema immunitario interagisce con i batteri e come possiamo usarlo per combattere il cancro. La nostra speranza è che questo metodo diventi in futuro un’opzione di riferimento per una terapia oncologica efficiente, sicura e personalizzata.»
Coautori, finanziamenti e contesto
Il team di Penn State, guidato da Pak Kin Wong, continuerà a ottimizzare ed espandere il nuovo metodo di trattamento per la cancro della vescica. Tra i coautori di Penn State figurano Yue Yan, che recentemente ha conseguito il dottorato in bioingegneria e ingegneria biomedica; Sijia Yang, una candidata al dottorato in ingegneria biomedica; Guoli Chen, professore associato di patologia e medicina di laboratorio presso la Penn State College of Medicine; e David J. DeGraff, professore associato di urologia presso la Penn State College of Medicine. Altri coautori includono Kathleen E. Mach, scienziata senior presso la Stanford University School of Medicine; e Joseph C. Liao, professore di urologia presso la Stanford University School of Medicine. Questa ricerca è stata supportata dalla National Science Foundation e dal National Institutes of Health. Presso Penn State, i ricercatori stanno risolvendo problemi reali che hanno impatto sulla salute, sulla sicurezza e sulla qualità della vita delle persone in Pennsylvania, nel resto del Paese e nel mondo.
Contesto nazionale e contatti
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