La terapia con nanoparticelle mirata a specifiche cellule immunitarie sembra promettente per la sepsi

9 giugno 2023

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dall'Università della Tecnologia di Eindhoven

Nanoparticelle costituite da una proteina progettata che contrastano una reazione eccessiva del sistema immunitario, potenziando contemporaneamente tale sistema. Questa invenzione offre possibilità per il trattamento della sepsi, una condizione in cui il sistema immunitario è gravemente disregolato.

Gli immunologi del Radboud University Medical Center (Radboudumc) e i bioingegneri dell’Università tecnologica di Eindhoven (TU/e) hanno unito le forze per sviluppare e testare una nuova nanomedicina innovativa. I risultati della loro ricerca sono stati appena pubblicati su Nature Biomedical Engineering.

La sepsi è una condizione pericolosa per la vita in cui il sistema immunitario viene disregolato a causa di un'infezione da un batterio, un fungo o un virus. Questa disregolazione può portare a una risposta immunitaria eccessivamente intensa nota come iperinfiammazione. Di conseguenza, i tessuti vengono danneggiati e gli organi falliscono.

Allo stesso tempo, anche il sistema immunitario può esaurirsi; tanto da rimanere paralizzato. Questo si chiama paralisi immunitaria e di conseguenza il corpo non è resistente a una nuova infezione.

Da anni gli scienziati di tutto il mondo sono alla ricerca di una terapia efficace contro la sepsi. Il farmaco alla base di tale terapia deve contrastare contemporaneamente sia la reazione eccessiva che la paralisi del sistema immunitario. Tuttavia, un rischio significativo è che un possibile farmaco contro tale reazione eccessiva possa effettivamente portare alla paralisi.

Gli immunologi del centro Radboudumc hanno scoperto in una capsula di Petri contenente cellule immunitarie che la citochina interleuchina-4 impedisce l'infiammazione, inducendo inaspettatamente l'immunità addestrata. Questa caratteristica paradossale può essere utilizzata per trattare la sepsi, ma richiede che l’interleuchina-4 sia mirata alle cellule immunitarie nel corpo umano. Dal punto di vista tecnologico, i ricercatori della TU/e ​​hanno una vasta esperienza nello sviluppo di approcci innovativi basati sulle nanotecnologie, ad esempio per combattere il cancro.

Tenendo presente la rispettiva ricerca, i bioingegneri TU/e ​​hanno progettato un nuovo approccio basato sulla nanotecnologia sviluppando una proteina di fusione tra l'interleuchina-4 e una proteina che forma naturalmente nanoparticelle con molecole lipidiche.

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo tipo di nanomedicina, che consiste in piccole particelle di grasso costituite da proteine ​​naturali che interagiscono in modo molto specifico con le cellule immunitarie. In questo caso, i bioingegneri hanno sviluppato una nuova proteina di fusione dell’interleuchina-4 e un’altra proteina corporea che si integra nelle particelle di grasso. Di conseguenza, l’interleuchina-4 viene rilasciata specificamente alle cellule immunitarie, inibendo la risposta infiammatoria acuta e contemporaneamente rafforzando il sistema immunitario. Pertanto, il sistema immunitario è equilibrato.

Mihai Netea, professore di medicina interna sperimentale a Radboudumc, afferma: "Sappiamo che la proteina interleuchina-4 contrasta una reazione eccessiva del sistema immunitario. Siamo rimasti sorpresi che in una provetta questa proteina potesse anche innescare l'immunità addestrata in alcune cellule immunitarie".

L'immunità addestrata è la parte del nostro sistema immunitario innato che ha una capacità di apprendimento e quindi rafforza il nostro sistema immunitario. Per raggiungere questo obiettivo negli esseri umani, TU/e ​​ha sviluppato una nuova nanomedicina basata sull’interleuchina-4. E ha funzionato, indicano i risultati. Sia nei campioni di sangue di pazienti affetti da sepsi che di animali da laboratorio, le nanoparticelle hanno rimesso in carreggiata il sistema immunitario.

L'aspetto innovativo dell'utilizzo di questa nanotecnologia è che i ricercatori sono riusciti a dirigere l'interleuchina-4 verso determinate cellule immunitarie. Willem Mulder, professore di medicina di precisione sia a Radboudumc che a TU/e, afferma: "Abbiamo sviluppato nuove proteine ​​fondendo le proteine ​​del corpo per qualche tempo. Abbiamo fatto lo stesso per l'interleuchina-4. Ne abbiamo ricavato nanoparticelle. Iniettando queste nanoparticelle nel flusso sanguigno, l'interleuchina-4 viene consegnata alle cellule bersaglio."