Ricercatori dell’Università del Minnesota hanno recentemente portato a termine il primo studio clinico sull’uomo volto a valutare una tecnica innovativa di editing genetico CRISPR/Cas9 come strategia per potenziare la risposta del sistema immunitario contro i tumori gastrointestinali (GI) in stadio avanzato. I risultati preliminari di questa ricerca pionieristica mostrano segnali incoraggianti in termini di sicurezza del trattamento e di potenziale efficacia terapeutica.
CRISPR/Cas9 e immunoterapia: una nuova speranza contro i tumori GI avanzati
Dottor Emil Lou, oncologo gastrointestinale presso la Facoltà di Medicina dell’Università del Minnesota, il Masonic Cancer Center e M Health Fairview, nonché ricercatore principale dello studio clinico, ha sottolineato la persistente difficoltà nel trattare il cancro del colon-retto in stadio IV, nonostante i significativi progressi nella comprensione dei fattori genetici e di altro tipo che contribuiscono all’insorgenza e alla progressione del cancro.
Ha evidenziato come, con poche eccezioni, questa forma avanzata di malattia rimanga in gran parte incurabile. In questo contesto di sfida clinica, il Dottor Lou ha espresso l’importanza di questo studio, che introduce un approccio terapeutico innovativo, derivato direttamente dalla ricerca di laboratorio, nella pratica clinica, aprendo la strada al potenziale miglioramento degli esiti per i pazienti affetti da malattia in stadio avanzato.
L’innovazione chiave di questo studio risiede nell’impiego della tecnologia di editing genetico CRISPR/Cas9 per modificare un tipo specifico di cellula immunitaria nota come linfocita infiltrante il tumore (TIL). I TIL sono globuli bianchi che migrano nel microambiente tumorale e hanno il potenziale di riconoscere e distruggere le cellule cancerose. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato CRISPR/Cas9 per disattivare un gene chiamato CISH all’interno dei TIL prelevati dai pazienti. Precedenti ricerche avevano suggerito che la disattivazione di CISH potesse rendere i TIL più reattivi e capaci di riconoscere e attaccare le cellule tumorali con maggiore efficacia.
Il trattamento basato sui TIL geneticamente modificati è stato testato su un gruppo di 12 pazienti affetti da tumori gastrointestinali metastatici in fase terminale. I risultati iniziali hanno dimostrato che l’approccio è stato generalmente sicuro, senza che si siano verificati gravi effetti collaterali direttamente attribuibili all’editing genetico delle cellule immunitarie. Un aspetto particolarmente incoraggiante è che diversi pazienti coinvolti nello studio hanno mostrato un arresto della crescita tumorale.
Ancora più significativo è il caso di un paziente che ha ottenuto una risposta completa, il che significa che in questo individuo i tumori metastatici sono scomparsi nel corso di diversi mesi e non si sono ripresentati per un periodo superiore a due anni. Sebbene si tratti di risultati preliminari su un piccolo numero di pazienti, questi segnali di efficacia, unitamente al profilo di sicurezza accettabile, aprono nuove e promettenti prospettive per l’immunoterapia dei tumori gastrointestinali avanzati. Ulteriori studi con un numero maggiore di pazienti e un follow-up più esteso saranno necessari per confermare questi risultati e valutare appieno il potenziale terapeutico di questa innovativa strategia.
CISH: un punto di controllo immunitario chiave nel microambiente tumorale
Il Dottor Branden Moriarity, professore associato presso la Facoltà di Medicina dell’Università del Minnesota, ricercatore del Masonic Cancer Center e co-direttore del Center for Genome Engineering, ha fornito una chiara spiegazione della logica scientifica che ha guidato la scelta del gene CISH come bersaglio per l’editing genetico. Secondo il Dottor Moriarity, il gene CISH (Cytokine Inducible SH2-containing protein) rappresenta un fattore chiave che inibisce la capacità delle cellule T – un tipo fondamentale di linfocita coinvolto nella risposta immunitaria antitumorale – di riconoscere ed eliminare efficacemente le cellule tumorali. In sostanza, CISH agisce come un freno molecolare che smorza l’attività citotossica delle cellule T all’interno del microambiente tumorale, limitando la loro capacità di distruggere le cellule cancerose.
Il Dottor Moriarity ha inoltre evidenziato una limitazione cruciale delle terapie antitumorali convenzionali nel contesto di CISH. Poiché la proteina codificata dal gene CISH agisce all’interno della cellula immunitaria stessa, non era possibile bloccarne l’attività utilizzando i metodi farmacologici tradizionali, che tipicamente agiscono su bersagli extracellulari o sulla superficie cellulare. Di fronte a questa sfida, il team di ricerca si è rivolto all’ingegneria genetica basata sulla tecnologia CRISPR, offrendo un approccio innovativo per superare questa limitazione intrinseca. L’editing genetico CRISPR/Cas9 permette di intervenire direttamente sul DNA della cellula T, inattivando il gene CISH dall’interno e rimuovendo così il freno alla sua attività antitumorale.
Il Dottor Beau Webber, professore associato presso la Facoltà di Medicina dell’Università del Minnesota e ricercatore del Masonic Cancer Center, ha sottolineato un vantaggio fondamentale dell’approccio basato sull’editing genetico CRISPR/Cas9 rispetto ad altre terapie contro il cancro, in particolare quelle che mirano ai checkpoint immunitari.
A differenza di queste terapie convenzionali, che spesso richiedono somministrazioni continue per mantenere l’effetto terapeutico, la modifica genetica ottenuta con CRISPR è permanente e intrinseca alle cellule T fin dall’inizio. Una volta che il gene CISH viene inattivato con successo nelle cellule T del paziente, questa modifica genetica si perpetua nelle cellule figlie, garantendo un’inibizione duratura del checkpoint immunitario all’interno di queste cellule.
Il Dottor Webber ha sintetizzato questo vantaggio cruciale affermando che “con il nostro approccio di editing genetico, l’inibizione del checkpoint viene realizzata in un unico passaggio ed è permanentemente radicata nelle cellule T”. Questa caratteristica distintiva potrebbe tradursi in una maggiore efficacia a lungo termine della terapia, potenzialmente riducendo la necessità di trattamenti ripetuti e prolungati, con un impatto significativo sulla qualità di vita dei pazienti. La capacità di “programmare” permanentemente le cellule T per superare un freno chiave alla loro attività antitumorale rappresenta un’evoluzione promettente nel campo dell’immunoterapia oncologica.
Produzione efficace di TIL geneticamente modificati su scala clinica
Un risultato di notevole importanza tecnica e traslazionale di questo studio è rappresentato dalla capacità del team di ricerca di produrre con successo oltre 10 miliardi di linfociti infiltranti il tumore (TIL) geneticamente modificati senza che si siano manifestati effetti collaterali negativi significativi correlati al processo di ingegnerizzazione genetica stesso. Questo risultato dimostra inequivocabilmente la fattibilità pratica dell’ingegneria genetica dei TIL su una scala quantitativa rilevante per l’applicazione clinica, senza compromettere la loro capacità di essere coltivati in grandi quantità all’interno di un ambiente di laboratorio conforme agli stringenti standard clinici.
Questa capacità di espandere ex vivo un numero elevato di TIL geneticamente potenziati rappresenta un passo avanti cruciale, poiché la disponibilità di una massa critica di cellule effettrici è spesso un fattore limitante nell’efficacia delle terapie cellulari. La dimostrazione che l’editing genetico con CRISPR/Cas9 può essere integrato nel processo di espansione dei TIL senza comprometterne la vitalità o indurre tossicità intrinseca è un’innovazione significativa nel campo dell’immunoterapia avanzata.
Prima di questo studio, la possibilità di manipolare geneticamente i TIL mantenendo al contempo la loro capacità di proliferare in modo robusto in laboratorio, raggiungendo quantità terapeuticamente rilevanti in un contesto clinicamente applicabile, non era stata pienamente dimostrata nell’uomo. Il successo del team nel superare questa sfida tecnica apre nuove prospettive per lo sviluppo e l’implementazione di terapie cellulari basate sull’editing genetico nel trattamento di tumori solidi.
Nonostante i risultati iniziali promettenti e la dimostrata fattibilità della produzione di TIL ingegnerizzati, il team di ricerca riconosce che il processo attuale rimane costoso e complesso. La coltura, la manipolazione genetica e la successiva espansione dei TIL richiedono infrastrutture specializzate, reagenti costosi e personale altamente qualificato. La complessità intrinseca di questi processi può rappresentare una barriera significativa alla più ampia applicazione clinica di questa promettente terapia.
Proprio in considerazione di queste sfide, sono attualmente in corso sforzi intensivi volti a semplificare e ottimizzare l’intero processo di produzione dei TIL ingegnerizzati. L’obiettivo è quello di rendere la terapia più accessibile, riducendone i costi e semplificando le procedure di laboratorio, mantenendo al contempo gli elevati standard di qualità e sicurezza necessari per l’applicazione clinica.
Un aspetto di fondamentale importanza per il futuro della ricerca è la necessità di comprendere a fondo i meccanismi biologici che hanno portato alla risposta completa osservata nel paziente che ha beneficiato in modo eccezionale dalla terapia. L’analisi dettagliata delle caratteristiche immunologiche, genetiche e del microambiente tumorale di questo paziente “responditore” potrebbe rivelare fattori predittivi di successo terapeutico e fornire preziose indicazioni per migliorare l’approccio terapeutico in studi clinici futuri.
Comprendere perché la terapia ha funzionato in modo così efficace in un paziente specifico potrebbe portare all’identificazione di biomarcatori utili per selezionare i pazienti con maggiori probabilità di beneficiare del trattamento. Inoltre, potrebbe suggerire modifiche al protocollo terapeutico, come regimi di precondizionamento più efficaci, strategie di somministrazione ottimizzate o ulteriori modificazioni genetiche dei TIL, al fine di aumentarne l’efficacia in una più ampia popolazione di pazienti affetti da tumori gastrointestinali avanzati.
La ricerca futura si concentrerà quindi non solo sulla semplificazione del processo produttivo, ma anche sull’approfondimento della comprensione dei meccanismi di risposta per massimizzare il potenziale terapeutico di questa promettente strategia immunoterapica basata sull’editing genetico.
Lo studio è stato pubblicato su The Lancet Oncology.
