O nouă strategie combină imunoterapia și terapia genică într-o nanoparticulă
O echipă de cercetători de la KAIST a dezvoltat o platformă inovatoare pentru tratamentul cancerului, care face ca celulele canceroase să emită propriul semnal de pericol, stimulând astfel atacul celulelor imune, în timp ce livrează simultan terapie genică.
Celulele canceroase supraviețuiesc prin ascunderea de supravegherea sistemului imunitar. Această nouă abordare se bazează pe un proces numit moarte celulară imunogenă (ICD), prin care celulele canceroase aflate în pragul morții emit semnale de pericol către celulele imune din apropiere, determinându-le să atace. Profesorul Yeu-Chun Kim, din cadrul Departamentului de Inginerie Chimică și Biomoleculară, a anunțat pe 28 iulie dezvoltarea unei platforme bazate pe nanoparticule de polipeptidă helicoidală, care induce stres sever în interiorul celulelor canceroase, provocând moartea celulară imunogenă, în timp ce livrează diverse terapii genice în celule.
Cele mai multe celule imune elimină eficient invadatorii externi, cum ar fi virusurile și bacteriile, însă celulele canceroase reușesc să evite supravegherea imunității prin diferite strategii de evitare a sistemului imunitar. Această capacitate a celulelor canceroase de a se ascunde a reprezentat mult timp o limitare majoră în tratamentele împotriva cancerului.
Cercetătorii au analizat o serie de nanoparticule pentru a determina ce proprietăți ale acestora induc stres celular și activează răspunsurile imunității antitumorale. Analizând diferite tipuri de nanoparticule, echipa a constatat că nu doar compoziția chimică, ci și forma helicoidală a nanomaterialului este crucială pentru eficacitatea terapeutică.
În special, combinația unei amine cuaternare, care se leagă ușor de membranele celulare, cu o structură helicoidală permite nanoparticulelor să pătrundă în membranele celulare cu ușurință, asemenea unui șurub. În contrast, particulele cu aceeași compoziție chimică, dar fără forma helicoidală, au avut dificultăți în a pătrunde în celule și nu au reușit să genereze un răspuns imunitar.
Aceste nanoparticule helicoidale dezvoltate de echipă sunt atrase de celulele canceroase, care au proprietăți electrice ale membranei diferite de cele ale celulelor normale. Odată pătrunse, particulele afectează membrane mitocondriale și alte organite, supunând celula canceroasă unui stres sever.
Sub acest stres extrem, celula canceroasă în moarte eliberează modele moleculare asociate cu daune (DAMPs), semnale de alarmă care indică prezența unei celule periculoase. Celulele imune care detectează aceste semnale recunosc celula canceroasă ascunsă ca fiind o amenințare și încep atacul. Astfel, celula canceroasă își dezvăluie propria locație sistemului imunitar.
Pe lângă stimularea răspunsului imunitar, nanoparticula funcționează și ca un transportator pentru terapiile genice. ARN-ul mesager (mRNA), care transportă informația genetică pentru sinteza proteinelor, și ARN-ul mic de interferență (siRNA), care suprimă expresia anumitor gene, sunt de obicei dificil de livrat în celule. Totuși, nanoparticulele echipei au reușit să livreze eficient aceste molecule în citoplasmă.
Cercetătorii au introdus, de asemenea, guanidiniu, un grup funcțional chimic care se leagă puternic de materialul genetic, într-un raport optimizat, permițând particulelor să rămână stabile în fluxul sanguin în timp ce livrează eficient terapiile genice.
În modele experimentale pe șoareci cu melanoma și cancer colorectal, echipa a încărcat nanoparticulele helicoidale cu siRNA țintind PD-L1 (Programmed Death-Ligand 1), o proteină de evitare a sistemului imunitar, și le-a administrat. Creșterea tumorii a fost suprimată cu aproximativ 70-80%, iar s-a observat o creștere semnificativă a celulelor T citotoxice, care atacă direct celulele canceroase, infiltrând tumora, ceea ce indică un impuls considerabil în răspunsul imunitar antitumoral.
„Acest studiu prezintă o nouă platformă anticancerigenă în care nanomaterialul face mai mult decât a livra un agent terapeutic – determină celulele canceroase să declanșeze propriul răspuns imunitar”, a declarat profesorul Yeu-Chun Kim.
Acesta a adăugat că platforma este așteptată să contribuie la dezvoltarea tratamentelor de nouă generație, care combină imunoterapia și terapia genică.
„Am demonstrat că nu doar compoziția nanomaterialului, ci și structura helicoidală în sine este factorul cheie care determină eficacitatea terapeutică”, a spus Dr. Susam Lee, primul autor al lucrării.
Acesta a exprimat speranța că descoperirile vor servi drept nou reper pentru proiectarea nanomaterialelor de imunooncologie de generație viitoare.
Studiul a fost publicat online în Biomaterials, o revistă internațională de frunte în domeniul biomaterialelor, pe 28 mai 2026.
