Lumina infraroșie poate distruge celulele canceroase
Două studii noi realizate de către cercetătorii de la Institutul National al Cancerului din SUA adaugă noi dovezi privind un nou tip de imunoterapie contra cancerului, care utilizează lumina infraroșie pentru a determina moartea rapidă și selectivă a celulelor canceroase. Unul dintre aceste studii, prezentat luna trecută la Asociația Americană pentru cercetarea cancerului (AACR), o reuniune anuală de la New Orleans, a arătat că această metodă, numită fotoinmunoterapia în infraroșu (NIR-PIT), ar putea declanșa activitatea sistemului imunitar împotriva tumorilor prin scăderea micromediului tumoral al anumitor celule imunitare care acționează pentru a limita răspunsul imun împotriva tumorilor.
Celălalt studiu, publicat în data de 10 martie în revista Oncotarget a arătat că, atât în cazul culturilor de celule, cât și al cobailor, NIR-PIT se dirijează către celulele canceroase sau tumorile care exprimă mezotelină, o proteină de la suprafața celulelor care este prezentă în nivele ridicate în diferite tipuri de cancer agresive, inclusiv în mezoteliom, cancerul de pancreas și cancerul ovarian.
Un studiu clinic cu NIR-PIT este deja în curs de desfășurare la persoanele cu cancer de cerebral și de gât în faza timpurie, care supraexprimă receptorul factorului de creștere epidermic EGFR1. Fotoimunoterapia cu raze infraroșii utilizează un anticorp fotoabsorbant conjugat care se leagă de celulele canceroase. Atunci când este aplicată lumină infraroșie, celulele se umflă și apoi se rup, cauzând astfel moartea celulelor canceroase. Fotoimmunoterapia se găsește în studiile clinice la pacienții cu tumori inoperabile.
Cum funcționează NIR-PIT?
Noile studii au fost conduse de Dr. Hisataka Kobayashi de la Centrul de Cercetare a Cancerului (CCR), care a dezvoltat metoda NIR-PIT. NIR-PIT utilizează un anticorp specific, legat chimic de un fotoabsorbant, o moleculă care absoarbe lumina unei lungimi de undă specifice. Fotobsorbantul utilizat în NIR-PIT, numit IR700, absoarbe lumina în partea razelor infraroșii apropiate de spectrul solar.
Dr. Kobayashi a proiectat combinația conjugată de anticorpi-fotoabsorbant, astfel încât să fie activată de lumina infraroșie aproape numai atunci când se leagă de molecula țintă. Lumina infraroșie este folosită pentru că poate pătrunde în țesuturile vii fără a provoca daune. “Când se injectează conjugatul de anticorp-fotoabsorbant la cobai sau la oameni, acesta se leagă de celulele canceroase. Când este aplicată lumina infraroșie, celulele încep să se umfle rapid și apoi explodează, determinând o formă de moarte celulară rapidă numită moarte celulară necrotică (sau imunogenică)", a explicat Peter Choyke, MD, șef al Programului de imagistică moleculară și colaborator în cadrul studiilor.
Dr. Kobayashi a dezvoltat conjugate cu multe anticorpi, ceea ce deschide posibilitatea de a trata o mare varietate de tipuri de cancer. De exemplu, Dr. Choyke a afirmat că, din moment ce mezotelioamele sunt dificil de îndepărtat pe cale chirurgicală, „o posibilă utilizare (a anticorpului mezotelină-anticorp IR700) ar fi folosirea NIR-PIT după o intervenție chirurgicală, pentru tratarea cancerului rezidual“.
Impulsionarea instinctului distructiv al celulelor T
Studiul prezentat la reuniunea AACR se bazează pe o altă constatare a doctorului Kobayashi și a echipei sale. Atunci când celulele tumorale se rup și mor ca răspuns la NIR-PIT, celulele își eliberează conținutul în spatiul extracelular. Adiacent la celulele tumorale moarte, sistemul imunitar sănătos detectează aceste resturi celulare, care determină activarea unui răspuns imunitar care ajută, de asemenea, la distrugerea cancerului. „Știm că există (celule ale sistemului imunitar numite) celule T capabile să distrugă cancerul, chiar în micromediul cancerului în sine“, a subliniat dr. Kobayashi, „dar acestea sunt reprimate de către alte celule ale sistemului imunitar numite celule T regulatoare (Tregs).“
Pentru a încerca să se elimine aceste celule imuno-supresoare, cercetătorii au unit IR700 cu un anticorp care vizează celulele T de regulatoare. Conjugatul a fost injectat la cobai cu sisteme imunitare sănătoase care aveau tumori formate de celulele canceroase de colon sau cancer pulmonar implantat sub piele. Când tumorile au fost expuse la lumina NIR, celulele Treg au fost îndepărtate rapid și selectiv din micromediu. Acest lucru a condus, la rândul său, la activarea rapidă a celulelor T, l distrugerea celulelor tumorale într-o oră, la contracția tumorii într-o zi și la prelungirea supraviețuirii cobailor. Celulele Tregs din organele care nu au fost expuse la lumina NIR nu au fost afectate de tratament.
În urma realizării acestui studiu, cercetătorii au descoperit efectele de distrugere celulară în tumorile care au fost implantate și care erau diferite de tumorile tratate cu lumina NIR. „Cu alte cuvinte“, a explicat Dr. Kobayashi, „celulele T activate au călătorit în alte site-uri de tumori și au creat reacții semnificative în acestea.“
Avantajul metodei Treg este aceea că este o alternativă la dezvoltarea unei serii de diferiți anticorpi, cum ar fi anticorpul anti-mezotelin, pentru a viza moleculele găsite în anumite tipuri de tumori. "Există un singur tip de Treg în organism, astfel încât același anticorp ar putea fi utilizat pentru mai multe tipuri de tumori. Pe de altă parte, prin eliminarea celulelor Tregs imunosupresoare se pot obține celulele T killer care devin active în întregul organism. Țesuturile normale la cobai nu sunt deteriorate, deoarece NIR-PIT declanșează numai celulele T care sunt programate să distrugă celulele canceroase“, au mai adăugat autorii acestui studiu.
Care sunt limitările fotoimunoterapiei?
Ca toate terapiile contra cancerului, abordarea NIR-PIT are anumite limitări. Cea mai evidentă este incapacitatea de a folosi lumina infraroșie în toate zonele corpului. Deși lumina infraroșie pătrunde în țesuturi, nu poate pătrunde foarte adânc. O posibilă soluție ar fi expunerea țesutului tumoral, cum ar fi mezoteliomul, la lumina infraroșie în timpul intervenției chirurgicale. Lumina poate fi aplicată unor tumori, cum ar fi cancerul pulmonar printr-un dispozitiv subțire, în formă de tub numit endoscop sau prin fibrele ultra-subțiri implantate într-o tumoră cu un instrument chirurgical special.
O altă limitare a acestor studii este aceea că modelul de mezoteliom pe care cercetătorii l-au folosit în primul studiu, precum și modele care au fost utilizate în studiile de NIR-PIT pentru alte tipuri de cancer, a fost creat prin implantarea de țesut tumoral uman la cobaii care aveau un sistem imunitar suprimat într-o mare măsură. Acest tip de model "nu este reprezentativ pentru cancerele umane", au concluzionat cercetătorii în revista Oncotarget.
Cu toate acestea, Dr. Kobayashi a afirmat că s-a constatat că atunci când NIR-PIT a fost efectuat pe cobaii care aveau un sistem imunitar sănătos, s-au obținut răspunsuri mult mai bune. Prin urmare, se consideră ca răspunsurile vor fi mult mai bune în cazul persoanelor cu sisteme imunitare intacte.
Faza I a studiilor clinice în curs de desfășurare ale NIR-PIT poate ajuta să se răspundă la această întrebare. Studiile, care testează un conjugat de IR700 și cetuximab (Erbitux), un anticorp EGFR1, pentru pacienții cu cancer cerebral recurent sunt responsabilitatea terapeuților Aspyrian cu sediul în San Diego (Statele Unite), care licențiază tehnologia NCI. Cercetătorii NCI speră că aceste studii vor oferi informații mult mai complexe și definitive despre promisiunea acestei noi metode de tratament a cancerului. Între timp, este nevoie de cercetări suplimentare pentru a înțelege mai bine mecanismul de distrugere a celulelor tumorale de către NIR-PIT, a afirmat dr. Choyke, un domeniu care este în plină desfășurare.