Interazione tumore/ospite
Alla ricerca di nuovi interattori proteici nell’asse PD-1/PD-L1
Negli ultimi decenni è emersa con sempre maggiore chiarezza l’importanza dell’interazione tra il sistema immunitario e i tumori. Se il sistema immunitario cerca di prevenire e frenare lo sviluppo tumorale tramite il riconoscimento di strutture specifiche delle cellule neoplastiche, queste ultime escogitano espedienti per evadere tale controllo e crescere indisturbate.
Uno di questi è l’utilizzo di una molecola chiamata PD-L1 che normalmente è espressa da altre cellule del sistema immunitario con la funzione di legare un recettore dei linfociti chiamato PD-1 e in questo modo sopprimere la risposta immunitaria. Si tratta quindi di un meccanismo benefico che il sistema immunitario utilizza per impedire risposte incontrollate e deleterie, particolarmente utile quindi per prevenire l’autoimmunità, ma che il tumore sfrutta a proprio vantaggio attraverso l’espressione anomala di PD-L1.
Contro PD-L1 e PD-1 sono stati sviluppati anticorpi monoclonali chiamati “inibitori dei checkpoint”, che hanno lo scopo di bloccare il legame PD-L1/PD-1 e riattivare una più efficace risposta immunitaria nei confronti del tumore. Essi rappresentano quindi il paradigma dell’immunoterapia, che offre oggi un nuovo e aggiuntivo strumento terapeutico nella lotta a diversi tipi di tumori. Le aspettative e le speranze giustamente riposte in questo approccio sono state solo parzialmente soddisfatte dai risultati finora ottenuti. L’immunoterapia con gli inibitori dei checkpoint è ad oggi associata a significativi benefici e vantaggi di sopravvivenza, limitati tuttavia ad una percentuale di pazienti che varia a seconda del tipo di tumore e di fattori individuali ancora poco chiari. Di qui l’impellente necessità di estendere l’efficacia di questi trattamenti, migliorare gli attuali strumenti a disposizione, individuare marcatori che identifichino la platea che meglio risponde, disegnare strategie terapeutiche combinate che agiscano in sinergia.
Inoltre, sempre maggiori evidenze scientifiche hanno dimostrato che PD-L1 supporta la crescita tumorale non solo attraverso la descritta interazione col sistema immunitario, ma anche tramite meccanismi indipendenti che conferiscono alla cellula tumorale caratteristiche di aggressività quali le capacità di autoreplicarsi, invadere tessuti circostanti, resistere a chemio- e radioterapia.
Il ruolo chiave svolto da PD-L1 e dal recettore PD-1 ne fanno quindi il fulcro di un enorme interesse scientifico, sia in termini di ricerca di base che traslazionale.
PD-L1/PD-1
L'attuale linea di ricerca, finanziata dal Programma Giovani Ricercatori del Ministero della Salute e dal Fondo Intesa San Paolo, intende approfondire le conoscenze sull’asse PD-L1/PD-1 attraverso lo studio della rete di interazioni proteiche che ruota intorno a PD-1 nelle cellule linfocitarie e a PD-L1 in cellule derivate da modelli di tumore polmonare non a piccole cellule.
Le interazioni proteiche si riferiscono ai legami e alle “comunicazioni” che si stabiliscono tra diverse proteine all'interno di una cellula o di un organismo. Esse sono fondamentali per una vasta gamma di processi biologici e svolgono un ruolo cruciale in numerosi meccanismi e funzioni cellulari. Ricercare interattori di PD-L1/PD-1 significa quindi auspicabilmente identificare proteine che potrebbero influenzarne i livelli di espressione, la stabilità, la localizzazione all’interno della cellula, l’attività biologica, la partecipazione alle vie di segnalazione cellulare.
Le interazioni tra proteine sono tradizionalmente studiate attraverso la co-immunoprecipitazione, una tecnica di biologia molecolare che consente di isolare e analizzare complessi proteici a partire da cellule o tessuti nei quali queste proteine sono espresse. Nel nostro laboratorio è stata sviluppata una metodologia di immunoprecipitazione in tandem (Two-step immunoprecipitation o TIP) che, attraverso un doppio passaggio di purificazione, rimuove falsi interattori contaminanti e facilita enormemente l’identificazione di proteine che legano realmente quella di interesse. Ci avvaliamo quindi di sistemi per ridurre/eliminare/inibire o, al contrario, aumentare l’espressione di questi interattori. Successivamente verifichiamo attraverso opportuni saggi sperimentali se e in che modo tali proteine influiscano sull’espressione o sulla funzione di PD-1 nelle cellule linfocitarie e di PD-L1 in quelle tumorali. Ci proponiamo in tal modo di contribuire a rendere sempre più dettagliato e completo il puzzle che vede PD-L1 e PD-1 al centro della comunicazione tra il tumore e il sistema immunitario, eventualmente identificando un tassello attraverso cui migliorare le attuali potenzialità dell’immunoterapia.
