Una combinazione di anticorpi prodotti nelle piante e impulsi elettrici per rendere più accessibile il bersaglio tumorale e migliorare l’azione delle terapie mirate contro il glioblastoma. È la strategia innovativa che ENEA sta studiando per affrontare una delle forme più aggressive di tumore cerebrale, ancora oggi caratterizzata da una prognosi sfavorevole e dall’assenza di cure risolutive. I risultati della ricerca, condotta su modelli tumorali in vitro e pubblicata sulla rivista scientifica internazionale Bioelectrochemistry, indicano che l’impiego di specifici campi elettrici pulsati può favorire il legame di un anticorpo monoclonale con una proteina coinvolta nei processi di crescita tumorale. Si tratta di risultati preliminari, che dovranno essere ulteriormente validati prima di poter valutare eventuali applicazioni cliniche.
“In laboratorio abbiamo verificato che specifici impulsi elettrici rendono il tessuto tumorale meno compatto favorendo un più efficace legame del nostro anticorpo monoclonale con la proteina coinvolta nei processi di crescita tumorale”, spiega Marcelo Donini, ricercatore della Divisione ENEA di Biotecnologie. “Questa proteina è quasi assente nel tessuto cerebrale sano, mentre risulta altamente espressa nei tumori cerebrali solidi e viene quindi utilizzata come bersaglio molecolare per indirizzare anticorpi che potrebbero essere anche coniugati con tossine contro il glioblastoma”.
Elettroporazione per superare le barriere del tumore
Il cuore dell’approccio è l’elettroporazione, una tecnica che utilizza campi elettrici pulsati per modificare temporaneamente la permeabilità delle membrane cellulari. Nel caso del glioblastoma, l’obiettivo è anche ridurre la compattezza del tessuto tumorale, facilitando l’accesso dell’anticorpo al bersaglio molecolare. Per individuare le condizioni più efficaci, il gruppo di ricerca ha sperimentato sette diversi protocolli di elettroporazione, variando l’ampiezza, la durata e il numero degli impulsi. La sperimentazione ha permesso di identificare le condizioni più promettenti per favorire l’azione dell’anticorpo senza compromettere la vitalità cellulare e l’integrità del microambiente tumorale.
“Al momento, infatti, non esistono protocolli standardizzati per l’uso dell’elettroporazione nella somministrazione di anticorpi ma questa tecnica rappresenta certamente un approccio promettente”, sottolinea la ricercatrice ENEA Caterina Merla. I campi elettrici pulsati ad alta intensità e di brevissima durata, da millisecondi a nanosecondi, possono aumentare temporaneamente la permeabilità delle membrane cellulari tumorali e modificare l’organizzazione del tessuto, rendendo più accessibili bersagli che altrimenti potrebbero risultare difficili da raggiungere.
“Questo aspetto – prosegue Marcello Donini – è particolarmente importante nei tumori solidi, come il glioblastoma, dove la struttura del tessuto e la matrice extracellulare possono impedire ai farmaci di penetrare bene. Rendendo queste barriere più permeabili e riducendo la compattezza del tessuto tumorale, l’elettroporazione può migliorare la distribuzione e l’efficacia di anticorpi e di altri trattamenti terapeutici mirati”.
Modelli tridimensionali per valutare la nuova strategia
La sperimentazione è stata condotta utilizzando modelli tridimensionali di glioblastoma, ottenuti facendo crescere cellule tumorali in laboratorio. Queste strutture riproducono alcune caratteristiche dei tumori solidi e consentono di studiare le interazioni tra le cellule e il microambiente circostante. Pur non disponendo di una rete vascolare né delle componenti del sistema immunitario presenti nei tumori umani, i modelli rappresentano uno strumento sperimentale utile per valutare nuove strategie terapeutiche in condizioni controllate e biologicamente rilevanti. La ricerca mira, in particolare, a verificare se la combinazione tra elettroporazione e anticorpi mirati possa contribuire a superare alcuni degli ostacoli che limitano l’efficacia dei trattamenti contro i tumori solidi, nei quali la struttura del tessuto e la matrice extracellulare possono ostacolare la penetrazione dei farmaci.
Anticorpi prodotti nelle piante: 7 giorni per ottenere il farmaco sperimentale
L’altro elemento distintivo della strategia sviluppata da ENEA è il molecular farming, una tecnologia che sfrutta le piante come piattaforme biologiche per produrre molecole di interesse terapeutico. In questo studio, gli anticorpi sono stati ottenuti utilizzando piante di tabacco selvatico, con un processo pensato per consentire una produzione scalabile e potenzialmente più economica rispetto ad altri sistemi. Per produrre l’anticorpo impiegato nella sperimentazione sono stati sufficienti sette giorni, un dato che evidenzia il potenziale di questa piattaforma biotecnologica nell’accelerare la disponibilità di molecole per la ricerca.
L’integrazione tra produzione vegetale degli anticorpi ed elettroporazione punta così a combinare due approcci innovativi: da una parte, la possibilità di ottenere anticorpi in tempi contenuti; dall’altra, una tecnica fisica che può favorirne l’accesso ai bersagli presenti nel tessuto tumorale. “Questa strategia potrebbe essere utile non solo per il glioblastoma, ma anche per un’ampia gamma di tumori in cui barriere spaziali, strutturali limitano l’efficacia e la penetrazione di farmaci, grazie alla possibilità di utilizzare campi elettrici pulsati per facilitare il legame di anticorpi con componenti della matrice extracellulare tumorale”, conclude Caterina Merla.
La ricerca è stata condotta all’interno della Divisione Biotecnologie del Dipartimento ENEA di Sostenibilità. Oltre a Marcelo Donini e Caterina Merla, hanno partecipato allo studio Mariateresa Mancuso, responsabile della Divisione, Francesca Camera, Daniela Giovannini, Carla Marusic e Doriana Triggiani.
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