Batteri mimetici a caccia di tumori

Normalmente pensiamo a virus e batteri come portatori di malattie, tuttavia sempre più scienziati li vedono come un potente strumento, capace di migliorare le nostre vite con importanti ricadute sulla nostra salute. Arriverà un giorno in cui ci cureremo con virus e batteri?

Batteri e virus sono stati a lungo visti come pericolosi propagatori di malattie e infezioni, tant’è che molti sforzi sono stati dedicati allo studio di modi sempre più sofisticati per limitare la loro diffusione. E se il nemico diventasse il migliore degli alleati? La medicina moderna sta iniziando a vedere in queste classi di microbi una grande opportunità per la cura di mali che affliggono l’uomo.

I batteri sono organismi estremamente versatili ed eterogenei. Sono spesso ubiquitari, cioè presenti sulla gran parte delle superfici con cui entriamo in contatto, sulla nostra pelle, nel cibo che ingeriamo e costituiscono la flora intestinale, fondamentale per il corretto assorbimento dei nutrienti nel nostro corpo. Sono, inoltre, organismi facilmente manipolabili, capaci di proliferare in specifici tessuti e apparati del corpo.

Ceppi batterici opportunamente ingegnerizzati stanno trovando sempre più applicazioni nella medicina odierna come, per esempio, nella produzione di tossine ed enzimi utili nella lotta ai tumori.

Le colture batteriche potrebbero essere utilizzate nella produzione di fattori chemioterapici direttamente all’interno dei tessuti bersaglio e nel dosaggio di molecole radioattive per la radioterapia. I batteri, infatti, potrebbero essere in grado di attivare il sistema immunitario o addirittura modificare la formazione dei vasi sanguigni, di fatto impedendo l’afflusso di sangue alla massa tumorale.

Il loro utilizzo, tuttavia, non è esente da complicazioni. Prima tra tutte, il dosaggio di batteri richiesti per avere una risposta adeguata alla terapia: dosi elevate potrebbero essere mal tollerate dall’organismo e scatenare una risposta immunitaria e infiammatoria indesiderata.

Questa problematica è stata affrontata in una ricerca recentemente pubblicata su Nature Communications. Per prevenire una risposta indesiderata da parte dell’organismo, i ricercatori hanno rivestito cellule di Escherichia Coli con la membrana caratteristica dei globuli rossi, mascherando la superficie dei batteri e rendendo così non immediato il loro riconoscimento da parte del sistema immunitario.

L’uso di questi batteri mimetici, chiamati CMCB (Cell-Membrane Coated Bacteria, batteri rivestiti dalla membrana cellulare), sperimentato nei topi, ha mostrato eccellenti risultati: bassa risposta infiammatoria, permanenza in circolo fino a 14 volte più a lungo rispetto alla variante non ricoperta, un accumulo più basso negli organi normali e 42 volte maggiore nei tessuti tumorali. 

I dati rivelano, inoltre, come l’elevato accumulo nei tessuti tumorali sia duraturo nel tempo, permettendo di rilevare una concentrazione di batteri 3240 volte maggiore rispetto al tessuto sano fino a 12 giorni dopo l’ingresso nell’organismo: un dato considerevole, probabilmente dovuto alla preferenza che hanno alcuni batteri nel crescere negli ambienti poveri di ossigeno che si vengono a formare all’interno delle masse tumorali.

L’elevata permanenza in circolo e la preferenza nel localizzarsi in tessuti tumorali hanno permesso ai ricercatori di utilizzare batteri CMCB ingegnerizzati per produrre una proteina fluorescente direttamente all’interno della massa tumorale ed effettuare l’osservazione in vivo.

Questa tecnologia potrebbe fornire utilissimi strumenti diagnostici, consentendo di seguire lo sviluppo del tumore sul lungo termine, un passo avanti enorme considerando che il tempo di permanenza nell’organismo delle attuali molecole utilizzate per l’imaging si può misurare in ore o, certe volte, minuti.

L’utilizzo di batteri ingegnerizzati è solo uno degli strumenti a disposizione della medicina moderna. Anche i virus, parassiti cellulari formati da una molecola di DNA o RNA racchiusa in un rivestimento proteico si stanno rivelando una risorsa preziosa. Altamente specializzati nel penetrare la membrana cellulare possono, in alcuni casi, trasferire il loro materiale genetico all’ospite. Tale capacità, opportunamente ingegnerizzata, permettere l’inserimento e la regolazione di geni sia esogeni, cioè prelevati da altri organismi, sia endogeni, cioè normalmente presenti nelle popolazioni cellulari, in quella che è conosciuta come Gene Therapy. Un virus come quello dell’Herpes è stato modificato per riconoscere e attaccare con elevata efficienza i tessuti tumorali: una tecnologia estremamente promettente in avanzata fase di sperimentazione. I virus, tuttavia, presentano criticità: in alcuni casi potrebbero subire mutazioni e tornare a essere patogeni, non possono essere controllati facilmente, si moltiplicano a elevatissime velocità all’interno dell’organismo e sono difficilmente eliminabili, causando potenziali infezioni indesiderate.

Queste non sono che le prime applicazioni di una nuova tecnologia, estremamente promettente, che ci potrebbe consentire un giorno di progettare farmaci sempre più efficaci e mirati, con notevoli ricadute sul nostro stile di vita.