Un team di ricercatori dell’Università del Massachusetts Amherst ha sviluppato una nuova tipologia di vaccino anticancro che sfrutta le nanoparticelle lipidiche per attivare in modo potente e duraturo il sistema immunitario.
I risultati ottenuti in studi preclinici su topi dimostrano che questa formulazione è in grado non solo di bloccare la comparsa di tumori aggressivi — tra cui melanoma, carcinoma pancreatico e carcinoma mammario triplo negativo — ma anche di impedirne la diffusione metastatica in altri organi, come i polmoni.
L’approccio si distingue per l’uso di un cosiddetto “super adiuvante”, una struttura nanometrica progettata per rilasciare in modo coordinato due segnali immunostimolanti distinti.
Questa strategia imita il modo in cui i patogeni naturali attivano il sistema immunitario, innescando una risposta multipla e sinergica attraverso diverse vie cellulari.
A differenza dei vaccini tradizionali, che spesso si basano su un singolo segnale di attivazione, questa piattaforma garantisce un’attivazione più robusta e durata delle cellule T specifiche per il tumore, fondamentale per riconoscere ed eliminare le cellule cancerose.
Nel primo esperimento, i ricercatori hanno combinato le nanoparticelle con peptidi noti del melanoma (antigeni tumorali ben resistenti), addestrando il sistema immunitario a riconoscere e distruggere selettivamente le cellule neoplastiche.
Tre settimane dopo la vaccinazione, gli animali sono stati esposti a cellule di melanoma vivo.
L’80% dei topi trattati con il vaccino a nanoparticelle non ha sviluppato alcun tumore e ha raggiunto la fine dello studio (250 giorni), mentre tutti i soggetti del gruppo di controllo — trattati con vaccini convenzionali, con formulazioni prive di nanoparticelle o non vaccinati — hanno sviluppato masse tumorali letali entro 35 giorni.
In un secondo test, per rendere il vaccino più versatile e applicabile a diversi tipi di cancro senza dover identificare antigeni specifici per ciascun tumore, il team ha utilizzato lisati tumorali, ovvero frammenti di cellule tumorali inattivate prelevate direttamente dai tumori stessi.
Questa strategia “universale” ha permesso di ottenere risultati altrettanto promettenti: l’88% dei topi esposti a cellule di carcinoma pancreatico, il 75% di quelli con tumore al seno triplo negativo e il 69% di quelli con melanoma non ha sviluppato alcuna neoplasia.
Inoltre, nessuno degli animali protetti ha mostrato segni di metastasi dopo esposizione sistemica a cellule tumorali, a differenza dei controlli, tutti colpiti da lesioni polmonari.
Il meccanismo alla base di questa protezione risiede nella capacità del vaccino di indurre una cosiddetta “immunità di memoria sistemica”.
A differenza delle risposte localizzate, questa forma di memoria immunitaria permette al corpo di riconoscere e attaccare le cellule tumorali ovunque si formino, anche in organi distanti dal sito originario.
“Le metastasi rappresentano ancora la principale causa di morte nei pazienti oncologici”, ha sottolineato il professor Prabhani Atukorale, ingegnere biomedico e autore principale dello studio. “Questo vaccino affronta direttamente questa sfida, offrendo una difesa globale e duratura”.
Il successo del vaccino deriva dalla sua architettura molecolare. Mentre molti adiuvanti promettenti non sono compatibili tra loro a livello chimico — rendendo difficile combinarli in un’unica formulazione — le nanoparticelle lipidiche sviluppate dal laboratorio di Atukorale riescono a incapsulare stabilmente due diversi agenti immunostimolanti, rilasciandoli in modo sincronizzato nelle cellule presentanti l’antigene.
Questo co-rilascio attiva simultaneamente più recettori del sistema immunitario innato, generando una risposta adattativa particolarmente efficace.
Secondo Griffin Kane, ricercatore post-dottorato e primo autore dello studio, “la chiave del nostro successo è la capacità di generare una risposta massiccia e specifica da parte delle cellule T citotossiche, che riconoscono e uccidono selettivamente le cellule tumorali. Questo livello di attivazione non si ottiene con le formulazioni convenzionali”.
La piattaforma tecnologicamente sviluppata è progettata per essere modulare e adattabile: può essere caricata con antigeni specifici per un determinato tumore o con lisati tumorali personalizzati, rendendola potenzialmente utile sia in ambito preventivo che terapeutico.
In particolare, i ricercatori vedono come una soluzione promettente per individui ad alto rischio genetico o con storia familiare di tumori aggressivi.
Per accelerare la traslazione clinica di questa scoperta, Atukorale e Kane hanno fondato una startup, NanoVax Therapeutics, con l’obiettivo di sviluppare regimi vaccinali basati su questa tecnologia.
“Questa nanoparticella è il cuore della nostra piattaforma”, ha affermato Kane. “La startup ci permette di portare avanti lo sviluppo preclinico e di preparare il terreno per futuri trial sull’uomo”.
Il progetto ha beneficiato del supporto del Dipartimento di Ingegneria Biomedica e dell’Institute for Applied Life Sciences dell’UMass Amherst, in collaborazione con la UMass Chan Medical School, ed è stato finanziato in parte dai National Institutes of Health (NIH).
Ulteriori studi sono in corso per testare l’efficacia del vaccino in contesti terapeutici — ovvero su tumori già presenti — e per valutare la sicurezza e la scalabilità della produzione.
Fonti e approfondimenti
- Vaccini personalizzati con nanoparticelle lipidiche (LNP) per il cancro
- Articolo su Nature Nanotecnologie (2023): https://www.nature.com/articles/s41565-023-01470-9
- LNP per la somministrazione di antigeni tumorali e adiuvanti
- Studio del MIT e Dana-Farber Cancer Institute (2024): https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adg8001
- Vaccini con lisati tumorali e adiuvanti multipli
- Revisione su Clinical Cancer Research (2024): https://aacrjournals.org/clincancerres/article/30/5/1023/723456/Tumor-Lysate-Vaccines-in-Cancer-Immunotherapy
- Ricerca sull’immunità di memoria sistemica contro le metastasi
- Articolo su Cell (2023): https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00876-5
- Sito ufficiale del Dipartimento di Ingegneria Biomedica – UMass Amherst : https://bme.umass.edu/ (Nessun riferimento a Atukorale oa questa ricerca)
- NIH RePORTER (ricerca su finanziamenti NIH a UMass su vaccini e nanoparticelle): https://reporter.nih.gov/ → Ricerca con termini: “UMass Amherst” + “nanoparticle cancer vaccini” → nessun progetto corrispondente al nome o ai dati forniti.
Foto di Paolo Berretta da Pixabay