Vaccini 3D iniettabili per combattere cancro ed infezioni

Nanoparticelle MSRs silicee e cellule dendritiche

Uno studio mostra biomateriale che si assemblea spontaneamente (MSRs) per combattere e persino prevenire tumori e malattie infettive come HIV

Una delle ragioni per cui il cancro è così pericoloso è che riesce ad evitare l'attacco del sistema immunitario, potendo così svilupparsi e diffondersi. Ricercatori hanno dimostrato che è possibile indurre il sistema immunitario a reagire per combattere i tumori e costituire una resistenza immunologica di lunga durata verso le cellule cancerose con una semplice iniezione di materiale programmabile.
"Abbiamo creato strutture 3D, con una somministrazione minimamente invasiva, per rinforzare e attivare le cellule immunitarie dell'ospite verso cellule bersaglio pericolose ed attaccarle, in vivo" dice David Mooney del Wyss Institute Core Faculty, l'autore Senor dello studio pubblicato su Nature Biotechnology.
Microscopiche strutte simili a bacchette fatte di silicio, conosciute come MSRs possono essere caricate con componenti biologici e farmacologici e poi somministrate per iniezione sotto pelle.
Queste strutture si auto assemblano spontaneamente nel sito di vaccinazione per formare uno scaffold tridimensionale. Gli spazi porosi delle MSRs sono grandi abbastanza per reclutare e attrarre le cellule dendritiche, che sono cellule di "sorveglianza" che hanno lo scopo di monitorare e attivare una risposta immunitaria quando viene rilevata una presenza dannosa.

"I pori nanoscopici delle particelle di silicio sono già stati usati con successo per manipolare singole cellule dall'interno, ma è la prima volta che particelle di più grandi dimensioni, nel range dei micron, sono usate per creare uno scaffold 3D in vivo per raggiungere decine di milioni di cellule del sistema immunitario", dice il co-autore Jaeyun Kim Assistant Professor del Chemical Engineering alla Sungkyunkwan University.
Una volta che la struttura 3D ha arruolato le cellule dendritiche, il farmaco contenuto nella MSR viene rilasciato così da iniziare una risposta immunitaria.

Le cellule dendritiche lasciano lo scaffold e si portano ai linfonodi dove fanno alzare l'allarme nel sistema immunitario e dirigono l'attacco anticorpale verso specifiche cellule, come ad esempio le cellule cancerose. Al sito dell'iniezione invece le MSRs si biodegradano e si dissolvono naturalmente entro pochi mesi.

Al momento i ricercatori hanno testato un vaccino 3D solo in topi, ma hanno osservato che è molto funzionale. Inoltre i vaccini sono realizzati facilmente e rapidamente così che possano essere disponibili in modo molto veloce in caso della comparsa di malattie infettive a livello mondiale. "Anticipiamo che i vaccini 3D potrebbero essere ampiamente utili per molte situazioni e la loro natura iniettabile li renderebbe anche facili da gestire fuori o dentro agli ospedali", dice Mooney.

Poiché i vaccini funzionano innescando una risposta immunitaria, questo metodo potrebbe anche essere usato in modo preventivo per costituire una resistenza immunologica del corpo prima dell'infezione.
"Immunoterapie iniettabili che utilizzano biomateriali programmabili come un potente strumento per portare a trattamenti specifici e cure preventive, potrebbero aiutare un ampio range di infezioni mortali, compresi alcuni killer mondiali come HIV ed Ebola, ma anche come il cancro", dice il direttore finanziario del Wyss Insitute Donald Ingber. "Questi vaccini 3D offrono una minima invasività ed un modo scalabile per portare terapie che funzionano imitando l'efficiente risposta immunologica del corpo in malattie che sono state precedente capaci di aggirare il rilevamento anticorpale".

Approfondimenti: MSRs

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