Mini-tumori di laboratorio simulano le risposte immunitarie
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Normalmente, il sistema immunitario riconosce ed elimina le cellule anomale. Tuttavia, le cellule tumorali possono sviluppare strategie per eludere questo controllo: bloccano i meccanismi di difesa o inviano segnali inibitori. In questo modo, i tumori possono crescere senza controllo. In uno studio collaborativo, team di ricerca di Germania, Regno Unito e Ungheria hanno affrontato questa sfida creando modelli tumorali artificiali in cui le cellule sintetiche imitano le risposte immunitarie. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.
Le cellule tumorali (rosse e blu) si legano strettamente a una cellula immunitaria sintetica (verde), formando una coltura cellulare ibrida.
Nils Piernitzki
I ricercatori hanno progettato cellule sintetiche che si combinano con cellule tumorali reali in mini-tumori tridimensionali, noti come tumoroidi. Questa combinazione di materiale vivente e sintetico si basa sulla naturale capacità delle cellule di auto-organizzarsi. Le strutture risultanti dipendono da fattori quali la forza di adesione delle cellule e la "morbidezza" della superficie cellulare. Si è scoperto che le cellule sintetiche funzionano particolarmente bene se rivestite da un sottile strato di grasso, simile alla membrana delle cellule naturali. Ciò consente di creare ambienti tumorali-immunitari artificiali e di simulare i segnali tipici che le cellule immunitarie producono normalmente. Grazie a questo approccio, il team può studiare come i tumori eludono il sistema immunitario, senza bisogno di cellule immunitarie reali.
"Con il nostro modello, possiamo seguire come i tumori ingannano e bloccano il sistema immunitario", spiega il dottor Oskar Staufer dell'INM - Istituto Leibniz per i Nuovi Materiali di Saarbrücken. "Nel caso del cancro al pancreas, un tipo particolarmente aggressivo, siamo riusciti a scoprire un nuovo meccanismo con cui il tumore disabilita selettivamente le cellule immunitarie". Lo studio dimostra anche che le proprietà di superficie e altre caratteristiche fisiche delle cellule sintetiche sono cruciali per la corretta formazione dei modelli tumorali. Questa intuizione apre la strada alla progettazione intenzionale di ambienti tumorali artificiali in futuro. Guardando al futuro, Nils Piernitzki, primo autore dello studio, afferma: "Finora ci siamo concentrati su una semplice configurazione sperimentale per valutare il potenziale del modello. In seguito, ci proponiamo di replicare l'ambiente tumorale nel corpo umano nel modo più realistico possibile".
A lungo termine, questo metodo potrebbe non solo far progredire la ricerca sul cancro, ma anche creare nuovi approcci per combinare componenti "viventi" e "non viventi" in materiali medici innovativi.
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