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Medicina

Vaccino antitumore senza chemioterapia/ Addio agli effetti collaterali?

Una nuova ricerca si aggiunge alla lotta contro i tumori: un vaccino, elaborato da un’equipe dell’università di Stanford, potrebbe essere in commercio entro un anno

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Il vaccino antitumore potrebbe essere disponibile entro un anno. La sperimentazione dovrebbe partire a breve e con il vaccino antitumore si potrebbe dire addio alla chemioterapia in futuro e ai suoi effetti collaterali. Il vaccino, infatti, diversamente dalla chemioterapia che provoca molti effetti collaterali come la caduta dei capelli, dei denti e tanti dolori articolari, dovrebbe provocare solo febbre e dolore locale nel punto in cui viene iniettato. L’obiettivo del vaccino antitumore dovrebbe distruggere le cellule tumorali fino a distruggerle. La verità sul vaccino antitumore dovrebbe arrivare dalla sperimentazione. Tutto dipenderà dagli esiti positivi o negativi che avrà. Qualora i risultati dovessero essere positivi, ci potrebbe essere una svolta nella cura del tumore che, ogni anno, nonostante gli enormi passi avanti nella cura, uccide ancora tante persone.

VACCINO ANTITUMORE: SPERIMENTAZIONE AL VIA

Nuovi importanti risultati arrivano dalla lotta contro i tumori. Grazie ad uno studio effettuato da un’equipe guidata dal professore Ronald Levy della Stanford University, entro un anno sarà disponibile un nuovo vaccino che potrà salvare la vita molte persone. Dagli esperimenti condotti sui topi, infatti, il mix di farmaci utilizzati in questo rivoluzionario metodo ha fatto regredire il 97% dei tumori del sangue, grazie all’azione sul sistema immunitario. Per il momento i risultati tanto positivi sono stati effettuati soltanto sulle cavie ma entro fine anno partiranno anche le sperimentazioni su 35 esseri umani malati di linfoma di basso grado e che si sono resi disponibili per tale progetto. Questo vaccino, oltre ad offrire maggiore aspettativa di vita, potrà evitare la chemioterapia e tutte gli effetti collaterali ad essa legata. Per il momento, infatti, gli unici effetti collaterali riscontrati in questa nuova ricerca sono relativi a febbre e dolore locale nella zona in cui è stato iniettato il liquido.

IL NUOVO VACCINO ANTITUMORE POTREBBE PARTIRE ENTRO UN ANNO

Il vaccino contro il cancro potrebbe essere pronto entro l’anno se i risultati ottenuti con i topi verranno confermati anche nelle sperimentazioni umane che coinvolgeranno 35 pazienti. Ronald Levy, il ricercatore dell’università di Stanford che ha guidato questo studio. ha comunque precisato che alcuni dettagli dovranno ancora essere messi a punto nei prossimi mesi per permettere al nuovo medicinale di giungere in commercio. L’obiettivo per ora è di rendere il cancro più riconoscibile dal sistema immunitario che potrà attaccarlo e rimuoverlo facilmente, senza grandi effetti collaterali, tipici della chemioterapia. La ricerca si è concentrata sui linfomi ma se essa sarà vincente, in futuro potrà essere estesa e adattata anche ad altri tipi di tumore. La speranza è che questa malattia, una delle principali cause di decesso del nuovo millennio, possa già nei prossimi anni non essere mortale.





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Medicina

Una stampa 3D per produrre tessuti per i trapianti

Una nuova tecnica ha permesso di creare dei modelli di organo in grado di funzionare, grazie anche a un colorante alimentare di uso comune. I ricercatori che l’hanno ideata, hanno reso la tecnologia open source per accelerare i progressi in questo settore, letteralmente vitale, della medicina

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Modello prestampato di alveolo polmonare ottenuto con la nuova tecnica. (Cortesia Jordan Miller/Rice University)

Ogni giorno negli Stati Uniti una media di 18 persone muore in attesa di un trapianto d’organo. Gli organi donati sono difficili da trovare, ed è per questo che molti scienziati hanno trascorso gli ultimi due decenni cercando di creare da zero fegati, reni, cuori o polmoni nuovi. Un modo potenziale per creare strutture così delicate è la stampa 3D con materiali biologicamente compatibili, o biostampa, che ora avrebbe prodotto modelli funzionali di tessuti polmonari ed epatici, con l’aiuto di un ingrediente non convenzionale: un colorante alimentare.

In precedenza le potenziali stampanti per organi erano state ostacolate dalla complessità di alcuni organi. Polmoni e fegato, per esempio, contengono reti di vasi sanguigni e vie respiratorie (nel polmone) o dotti biliari (nel fegato) fisicamente e biochimicamente intricati. Ricreare questa vascolarizzazione e far funzionare la fluidodinamica in modo che il sangue e gli altri fluidi fluiscano correttamente è una sfida ancora attuale.

Ora, un gruppo di ricercatori dell’Università di Washington e della Rice University afferma di aver prodotto modelli di tessuto funzionale usando una tecnica di stampa 3D chiamata stereolitografia a proiezione (projection stereolithography). Questo metodo espone sottili strati di resina liquida alla luce blu, che li solidifica in complesse composizioni di idrogel, gel costituiti da sequenze aggrovigliate di molecole polimeriche. Queste formano una “impalcatura” strutturale, su cui i ricercatori possono impiantare cellule vive che permettono di svolgere il lavoro di un polmone o di un fegato. Nel nuovo studio le cellule impiantate sono sopravvissute e i modelli di tessuto d’organo risultanti hanno dimostrato svolgere alcune funzioni dell’organo reale. I risultati sono stati pubblicati di recente su “Science”.

”Questo è sicuramente un importante passo avanti nella nostra capacità di creare strutture tridimensionali stampate che approssimino il tessuto normale”, dice Anthony Atala, direttore del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, che non è stato coinvolto nel nuovo studio.

La tecnologia di base della stereolitografia a proiezione è in circolazione dagli anni ottanta, ma “non è stata progettata pensando alla biologia; è stata usata per realizzare strutture plastiche”, dice Jordan Miller, assistente professore di bioingegneria alla Rice’s Brown School of Engineering e coautore del nuovo articolo. La tecnica è in grado di produrre strati più sottili rispetto alla stampa 3D standard, ed è anche più veloce. “Invece di creare per estrusione uno strato in pochi minuti, con la stereolitografia possiamo farlo in pochi secondi”, dice Miller. Questa velocità è fondamentale: poiché la struttura stampata alla fine invia ossigeno e nutrienti alle cellule, un lavoro più veloce significa meno cellule che muoiono durante il processo di produzione.

Ma c’era una sfida da affrontare. Questo tipo di processo di stampa si basa su prodotti chimici fotoreattivi (che rispondono alla luce), in modo che alcune aree preprogrammate del liquido si solidifichino mentre altre aree rimangono morbide e successivamente possano essere lavate via. Purtroppo, molte di quelle sostanze chimiche sono cancerogene. Una stampante 3D per creare la vascolarizzazione fine richiesta da un organo per l’apporto di nutrienti e l’eliminazione delle scorie richiede una precisione che può essere ottenuta con la stereolitografia; ma per i trapianti avrebbe bisogno di fotoreagenti sicuri e solubili in acqua.

Così, i ricercatori hanno dovuto trovare un sostituto delle sostanze chimiche collaudate ma tossiche. Quando Miller e il suo gruppo hanno pensato che un colorante alimentare avrebbe potuto servire allo scopo – sapevano che avrebbe assorbito le giuste lunghezze d’onda della luce per far funzionare il processo di stampa 3D, e che è relativamente biocompatibile – erano troppo impazienti per aspettare che un fornitore spedisse l’ingrediente. Così, dice Miller, “sono andato al supermercato e ho comprato un kit di coloranti alimentari che le persone usano per i dolci”.

Ha funzionato. Per prima cosa, gli scienziati hanno colorato i polimeri liquidi con il colorante alimentare giallo tartrazina, E102, e poi li hanno illuminati con la luce blu del proiettore della stampante. Questo ha indotto una reazione chimica locale che ha solidificato il liquido. Poiché la stampante proiettava la luce secondo uno schema programmato, ha permesso di indurire il materiale in modo da creare una struttura biologica sottile ma resistente. “Urlavamo di gioia, perché era stupefacente quanto fosse semplice l’idea; ci ha immediatamente permesso di rendere questa architettura molto più complessa”, dice Miller.

Il giallo tartrazina, che si trova in molti snack, aveva un altro vantaggio: si risciacqua facilmente dalle strutture biostampate, lasciando un’impalcatura pronta per nutrire qualsiasi cellula con cui gli scienziati avessero decisa di riempila. Le tracce di colorante rimaste non dovrebbero influire sulla salute delle cellule. Gli studi suggeriscono che il giallo tartrazina non influisca sul numero degli spermatozoi, come temevano alcuni; nei bambini, tuttavia, potrebbe aggravare disturbi da iperattività preesistenti.

Il test
Anche se i ricercatori avevano già stampato tessuti in precedenza, non erano stati in grado di mantenere in vita le cellule abbastanza a lungo. L’ultimo studio ha dovuto testare le nuove impalcature stampate a questo proposito, e i globuli rossi sono stati un modo semplice per iniziare.

Il gruppo ha creato un modello in scala di un alveolo, imitando una parte cruciale della complessa rete vascolare di un polmone. Il modello comprendeva un passaggio per l’aria e canali separati per le cellule del sangue. In un polmone umano sano, queste due strutture si scambiano ossigeno senza mai toccarsi. Il modello ha eseguito lo stesso compito, mantenendo vive le cellule del sangue. Si è inoltre dimostrato abbastanza robusto da conservare la sua struttura quando un “respiro” simulato ha espanso e contratto i tessuti stampati.

Successivamente, i ricercatori hanno testato un modello di tessuto epatico. In questo caso parte del processo di stampa includeva anche l’iniezione nella struttura stampata di cellule epatiche specializzate chiamate epatociti. Il gruppo ha impiantato i tessuti epatici artificiali in topi vivi con lesioni epatiche croniche e in topi sani, quindi hanno iniziato i test. Un fegato perfettamente funzionante ha oltre 500 funzioni e in questo caso ne hanno esaminata solo una, ma la prova è stata brillantemente superata, e gli epatociti sono sopravvissuti nei topi vivi.

stampa 3d

Schema del modello prestampato di tessuto epatico. (Cortesia Jordan Miller/Rice University)

Il nuovo metodo di stampa ha prodotto anche valvole intravascolari funzionanti, che hanno un ruolo chiave nelle vene del cuore e delle gambe. Nei test, le versioni stampate hanno mantenuto la loro struttura mentre il fluido scorreva attraverso di esse, e hanno impedito che si rifluisse attraverso le valvole.

Open source per gli organi stampati
Quanto tempo ci vorrà prima che gli organi biostampati siano disponibili per le liste d’attesa dei trapianti? Gli scienziati hanno ancora molto da capire, a partire da questioni di fondo come, per esempio, determinare la base ottimale dell’idrogel. Quale tipo di proteine funziona meglio? E per accelerare il processo bisognerebbe usare additivi come i fattori di crescita? “Ora possiamo iniziare a variare metodicamente questi fattori per vedere quali sono quelli più importanti e chiederci come questo influisca sulle funzioni delle cellule”, dice la coautrice dell’articolo Kelly Stevens, assistant professor ai Dipartimenti di bioingegneria e di patologia dell’Università di Washington . Poi c’è la questione di come costruire al meglio le impalcature e di quanto materiale stampato potrebbe realisticamente sostituire il tessuto. “Sono le domande che questo nuovo salto tecnologico ci permette di porre per la prima volta”, dice Stevens.

Gli autori di questo studio non volevano essere gli unici a sperimentare queste possibilità, così hanno reso la loro tecnologia open source, permettendo ad altri bioingegneri di testare le proprie applicazioni. “La biostampa, essendo open source, aiuta davvero ad accelerare questa tecnologia, fa davvero avanzare il campo più velocemente”, dice Atala, che ha in programma di applicare i risultati a un certo numero di strutture di tessuti d’organo su cui sta lavorando il suo gruppo.

Altri potenziali costruttori di organi possono acquistare stampanti e inchiostri specializzati – Miller e altri collaboratori dello studio hanno fondato una startup, Volumetric, per vendere questi materiali – o possono replicare il lavoro da soli. Per Miller è stato importante condividere l’opzione fai-da-te (DIY): “Siamo entusiasti per le nuove possibilità di progettazione nella biostampa”.

 


L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Scientific American” il 6 maggio 2019





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le Scienze

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Vaccini. Bimbi a scuola senza requisiti, preside denunciato

Controlli dei Nas nelle scuole. Gli alunni, sotto i 13 anni, sono risultati non vaccinati e quindi sprovvisti del requisito di accesso previsto dalle vigenti disposizioni.

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Bambini di Latina ammessi alla frequenza scolastica senza vaccinazioni: denunciato il dirigente scolastico. Il deferimento alla Procura della Repubblica è avvenuto al termine degli accertamenti svolti dai carabinieri del Nas nell’ambito dei controlli disposti dal Comando Carabinieri per la Tutela della Salute. “I controlli dei Nas – spiega una nota – sono stati disposti dal Comando Carabinieri per la Tutela della Salute anche alla luce dell’allarme dovuto all’incremento dei casi di morbillo registrato in molti paesi esteri e segnalati da tutti i media”.

Gli alunni, sotto i 13 anni, sono risultati non vaccinati e quindi sprovvisti del requisito di accesso previsto dalle vigenti disposizioni. Il dirigente scolastico è stato denunciato per aver omesso di adempiere e di far rispettare gli obblighi vaccinali necessari per l’iscrizione e la frequenza scolastica dei minori di sei anni.





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Medicina

Come uccidere l’HIV colpendo i suoi “influencer”

Applicando la teoria matematica delle reti, un nuovo studio ha scoperto quali sono gli amminoacidi più importanti per la sopravvivenza dell’HIV aprendo la strada a una strategia terapeutica che stimola il sistema immunitario dell’ospite a colpirli in modo specifico

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Micrografia elettronica a scansione del virus HIV (in verde) su linfocita in coltura (Wikimedia Commons)

Praticamente in qualsiasi sistema o gruppo, gli elementi con un numero maggiore di connessioni tendono ad avere più influenza di altri, basti pensare agli influencer su Instagram, per esempio, o agli amministratori delegati delle società.

Anche all’interno di un virus, alcuni componenti strutturali, in questo caso parti di proteine, hanno più collegamenti tra loro rispetto ad altri. E insegnare al sistema immunitario a riconoscere e distruggere quegli influencer è un modo efficace per uccidere l’HIV, suggerisce un nuovo studio pubblicato su “Science”.

Lo scorso marzo, la notizia che una seconda persona, spesso definita “paziente di Londra”, era stata curata con un trapianto di midollo osseo, ha destato molto entusiasmo nel campo dell’HIV. Il donatore aveva una mutazione che rende naturalmente resistenti all’HIV; in pratica, la procedura ha sostituito il sistema immunitario del paziente con uno nuovo e resistente.

Tuttavia, i trapianti di midollo osseo sono rischiosi e invasivi e molti esperti ritengono più probabile che una cura praticabile per i 37 milioni circa di persone affette da HIV in tutto il mondo arrivi da qualche brillante studio di tipo molecolare. La maggior parte delle ricerche su una cura per l’HIV si è finora concentrata sul rafforzamento del sistema immunitario, ma il nuovo studio ribalta completamente quell’approccio cercando le parti più critiche del virus.

Nel nuovo lavoro, i ricercatori si sono concentrati sui cosiddetti elite controller, soggetti i cui organismi controllano il virus senza l’ausilio di alcun farmaco e che si stima rappresentino circa un caso ogni 300 individui infetti. Era logico

che indagare su come il loro sistema immunitario elimina l’HIV potesse indicare la strada per una cura, dice Bruce Walker, autore senior dell’articolo e direttore del Ragon Institute del Massachusetts General Hospital, Massachusetts Institute of Technology e Harvard University. “Secondo me, non ci sono due persone che sono guarite dall’infezione da HIV”, spiega Walker. “Ce ne sono migliaia, e molte di loro controllano il virus da sole. Nel nostro campo di ricerca dobbiamo perseguire questo obiettivo con la massima priorità”.

Walker e colleghi hanno scoperto che i sistemi immunitari degli elite controller prendono di mira le regioni più influenti del virus. I ricercatori hanno fatto questa scoperta applicando la teoria delle reti, un tipo di analisi frequentemente utilizzato in matematica per tracciare una relazione tra gli oggetti. Hanno usato la teoria per mappare le connessioni tra amminoacidi, i mattoni elementari delle proteine, nelle strutture molecolari tridimensionali delle proteine dell’HIV. (Hanno usato le strutture 3D perché due amminoacidi che appaiono distanti nella sequenza lineare di una proteina possono essere molto più vicini e collegati in tre dimensioni).

I ricercatori hanno scoperto che alcuni amminoacidi tendono ad avere numerose strutture ramificate che li inducono a interagire con molti altri amminoacidi. Questi amminoacidi ramificati hanno un elevato “punteggio di rete”, dice Walker, e sono quindi i più importanti per l’integrità dell’HIV. L’HIV può mutare, quando mette in atto una risposta difensiva a un farmaco che prende di mira una parte specifica della sua struttura.

Ma gli amminoacidi con alti punteggi di rete sono così importanti che il virus non può cambiarli senza un grande costo per se stesso: se quegli amminoacidi cambiano, le connessioni si perdono. “Se prendi un amminoacido altamente connesso in rete e lo fai mutare, il virus va letteralmente in pezzi”, spiega Walker. “Perde drasticamente la sua efficienza”.

La scoperta rende quegli amminoacidi dei bersagli ideali per la terapia, perché attaccarli mette il virus in una situazione senza via di uscita: finisce distrutto, che muti o meno. Il team di Walker ha scoperto che il sistema immunitario degli elite controller tende a bersagliare selettivamente questi amminoacidi influencer; nella maggior parte delle altre persone infette, il sistema immunitario invece conduce attacchi inutili su altre parti meno importanti del virus.

“Questo lavoro è notevole e importante,” dice Andrew McMichael, professore emerito di medicina molecolare presso l’Università di Oxford, che ha scritto un commento che accompagna l’articolo, ma non è stato coinvolto nella nuova ricerca. “Analizza perché alcune [risposte immunitarie] sono efficaci e altre meno”.

La nuova ricerca anche chiarire alcune scoperte, considerate finora incoerenti, su una molecola immunitaria chiamata B*57, ritenuta un’arma magica che gli elite controllorer usano contro l’HIV.

B*57 è un sottotipo di molecole chiamate antigeni leucocitari umani (HLA), che costituiscono una parte fondamentale del sistema immunitario. Gli HLA trasportano frammenti di virus sulla superficie di una cellula infetta in modo che le cellule immunitarie killer che circolano nel sangue possano riconoscere la cellula contrassegnata come infetta e distruggere sia la cellula sia il virus al suo interno.

Esistono migliaia di tipi di HLA, alcuni più comuni di altri e alcuni più efficaci nel controllo di alcune infezioni. Tra questi, si ritiene che B*57 sia particolarmente potente contro l’HIV. Ma gli scienziati sono rimasti sconcertati dal fatto che non tutti i soggetti con B*57 sono elite controller, né tutti i elite controller sono portatori di B*57. Il nuovo articolo suggerisce che la chiave non è tanto la stessa B*57, ma gli amminoacidi influencer che bersaglia.

B*57 “è il principale determinante della progressione o della non progressione dell’infezione da HIV, ma non è del tutto perfetto”, afferma McMichael, aggiungendo che il nuovo articolo “in qualche modo va verso una spiegazione del perché”.

Walker e altri hanno studiato gli elite controller per decenni. Una di loro, Loreen Willenberg, che ora ha 65 anni, fu diagnosticata nel 1992 e da allora ha donato centinaia di campioni per la ricerca. Willenberg, che afferma di avere “un incredibile sistema immunitario”, è invulnerabile a decine di agenti patogeni, incluso l’HIV. I test che misurano la sua risposta immunitaria all’HIV risultano ancora positivi, ma nessun test riesce a rilevare il virus. “Non è mai stata misurata una carica virale, mai. È sempre stato inosservabile”, dice Willenberg.

Walker ha studiato Willenberg per circa 15 anni. Ma stavolta, invece di concentrarsi sugli aspetti della sua genetica che la proteggono dall’HIV, il gruppo si è dedicato ad alcune parti dell’HIV che vengono attaccate dal suo sistema immunitario. “Qui non prendiamo in considerazione la genetica dell’ospite”, dice Walker. Eppure lo studio spiega comunque che cosa rende il suo sistema immunitario così straordinario: attacca selettivamente gli amminoacidi con i punteggi di rete più alti. “Si adatta perfettamente allo schema”, aggiunge. Con questa conferma dell’importanza degli amminoacidi influencer, Walker spera di sviluppare un “vaccino terapeutico” che possa essere somministrato a persone già infette da HIV. Il vaccino conterrebbe circa 30 parti virali con i punteggi di rete più alti. La speranza è che prepari il sistema immunitario di una persona infetta a riconoscere e inseguire questi obiettivi cruciali, distruggendo e il virus.

“Riteniamo di poter reindirizzare la risposta immunitaria”, afferma Walker. “Non sappiamo se funzionerà, ma c’è una ragione molto forte per farlo.”


(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Scientific American” il 2 maggio 2019.





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