Cancro Testa-Collo: Come le Cellule “Cattive” Sox9+ Ingannano i Neutrofili e Bloccano l’Immunoterapia

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa di veramente affascinante che sta emergendo nel campo della lotta contro il cancro, in particolare quello della testa e del collo (HNSCC). Sapete, l’immunoterapia ha rappresentato una vera rivoluzione. Farmaci come nivolumab (che blocca PD-1) e, più recentemente, relatlimab (che blocca LAG-3) stanno dando nuove speranze. La combinazione di questi due, in particolare, sembrava promettere faville, mostrando risultati incoraggianti in diversi tipi di tumore, come il melanoma.

La Promessa dell’Immunoterapia Combinata

L’idea di base dell’immunoterapia è geniale: invece di attaccare direttamente il tumore con chemio o radio, “sguinzagliamo” il nostro stesso sistema immunitario contro le cellule cancerose. PD-1 e LAG-3 sono come dei “freni” che le cellule tumorali usano per nascondersi dalle nostre difese, in particolare dalle cellule T, i nostri soldati d’élite. Bloccando questi freni con anticorpi specifici (come nivolumab e relatlimab), permettiamo alle cellule T di riconoscere e distruggere il tumore. La combinazione anti-LAG-3 e anti-PD-1 ha dimostrato in studi clinici di essere più efficace della sola terapia anti-PD-1 in alcuni casi, tanto da ottenere l’approvazione degli enti regolatori come FDA ed EMA. Sembrava la strada giusta, no?

Il Muro della Resistenza

Eppure, come spesso accade in medicina e soprattutto in oncologia, non è tutto oro quello che luccica. Anche con questa potente combinazione, una fetta significativa di pazienti non risponde alla terapia fin dall’inizio, oppure sviluppa resistenza dopo un po’. È frustrante! Abbiamo queste armi sofisticate, ma a volte il nemico, il tumore, trova il modo di aggirarle. La grande domanda è: come fa? Capire i meccanismi di resistenza è fondamentale per poterli superare e aiutare più pazienti possibile. Ed è proprio qui che entra in gioco la ricerca di cui vi parlo oggi.

Indagare nel Microambiente Tumorale: La Scoperta delle Cellule Sox9+

Per capirci qualcosa di più, abbiamo utilizzato un modello animale, topi in cui era stato indotto un tumore HNSCC molto simile a quello umano. Abbiamo trattato questi topi con la combinazione anti-LAG-3 e anti-PD-1 e, come previsto, alcuni hanno risposto bene (tumori “sensibili”), mentre altri no (tumori “resistenti”). A questo punto, la tecnologia ci è venuta in aiuto in modo spettacolare: abbiamo usato la single-cell RNA sequencing (scRNAseq). Immaginatela come una lente d’ingrandimento potentissima che ci permette di guardare dentro ogni singola cellula del tumore e del suo microambiente, capendo cosa sta facendo e quali geni sta esprimendo.

Analizzando migliaia e migliaia di singole cellule dai tumori resistenti e sensibili, abbiamo notato una differenza chiave: nei tumori resistenti c’era un arricchimento significativo di un particolare tipo di cellula tumorale, quelle che esprimono un fattore di trascrizione chiamato Sox9 (le chiameremo cellule Sox9+). Sox9 è noto per essere coinvolto nello sviluppo embrionale, ma nel cancro può giocare un ruolo nefasto, promuovendo caratteristiche aggressive come la transizione epitelio-mesenchimale (EMT), un processo che rende le cellule tumorali più mobili e invasive. Era chiaro che queste cellule Sox9+ dovevano essere coinvolte nella resistenza.

La Catena di Comando: Da Sox9 ad Anxa1

Ma come facevano queste cellule Sox9+ a orchestrare la resistenza? Analizzando ulteriormente i dati, abbiamo scoperto che Sox9 agisce come un “interruttore” molecolare che accende l’espressione di un’altra proteina: l’Annessina A1 (Anxa1). Abbiamo visto che i livelli di Anxa1 erano molto più alti nelle cellule tumorali dei campioni resistenti. Addirittura, siamo riusciti a dimostrare, con tecniche di biologia molecolare come la ChIP (immunoprecipitazione della cromatina), che Sox9 si lega fisicamente al promotore del gene Anxa1, attivandone la trascrizione. Quindi, la catena era: tante cellule Sox9+ -> tanta produzione di Anxa1.

L’Inganno ai Danni dei Neutrofili: L’Asse Anxa1-Fpr1

Ora, Anxa1 non se ne sta buona buona dentro la cellula tumorale. Viene secreta all’esterno, nel microambiente tumorale. E qui incontra i suoi bersagli: i neutrofili. I neutrofili sono un tipo di globulo bianco, spesso considerati la “prima linea” di difesa immunitaria contro le infezioni. Nel cancro, il loro ruolo è complesso, a volte pro-tumorale, a volte anti-tumorale. Nel nostro caso, abbiamo scoperto che Anxa1 interagisce con un recettore specifico presente sulla superficie di un sottogruppo di neutrofili, chiamato Fpr1 (Formyl Peptide Receptor 1). Questi neutrofili li chiameremo Fpr1+.

L’interazione tra Anxa1 (proveniente dalle cellule tumorali Sox9+) e Fpr1 (sui neutrofili) è deleteria per questi ultimi. Innesca un processo di apoptosi, ovvero di morte cellulare programmata, proprio nei neutrofili Fpr1+. In pratica, le cellule tumorali resistenti “ordinano” ai neutrofili Fpr1+ di suicidarsi!

Dentro la Morte Cellulare: Mitocondri e Mitofagia

Come avviene questa apoptosi indotta? Siamo andati ancora più a fondo. L’asse Anxa1-Fpr1 scatena il caos all’interno dei mitocondri dei neutrofili. Promuove la fissione mitocondriale (i mitocondri si frammentano in pezzi più piccoli) e, contemporaneamente, inibisce la mitofagia. La mitofagia è un meccanismo di pulizia cellulare che elimina i mitocondri danneggiati. Per inibire la mitofagia, l’asse Anxa1-Fpr1 riduce l’espressione di una proteina chiave chiamata Bnip3. Il risultato? Mitocondri danneggiati e frammentati si accumulano, non vengono eliminati, si rompono e rilasciano nel citoplasma sostanze tossiche come il Citocromo C, che è il segnale definitivo per l’avvio dell’apoptosi. Un meccanismo diabolico!

Le Conseguenze sul Campo di Battaglia: Meno Soldati Anti-Cancro

Perché la morte dei neutrofili Fpr1+ è un problema così grande per l’efficacia dell’immunoterapia? Perché abbiamo scoperto che questi specifici neutrofili Fpr1+ hanno un ruolo importante nel reclutare i veri “killer” del tumore: le cellule T citotossiche Cd8 e le cellule T gamma delta (γδT). I neutrofili Fpr1+, quando presenti e attivi, producono chemochine (come Cxcl10) che attirano queste cellule T killer nel sito del tumore.

Quindi, il quadro diventa chiaro:

• Nei tumori sensibili all’immunoterapia: ci sono pochi Sox9+, poca Anxa1. I neutrofili Fpr1+ sopravvivono, richiamano le cellule T Cd8 e γδT citotossiche, che, potenziate dall’immunoterapia anti-PD-1/LAG-3, attaccano e distruggono il tumore.
• Nei tumori resistenti: ci sono tanti Sox9+, tanta Anxa1. Anxa1 interagisce con Fpr1 sui neutrofili, inducendone l’apoptosi tramite il blocco della mitofagia mediato da Bnip3. Pochi neutrofili Fpr1+ significa scarso richiamo di cellule T Cd8 e γδT. Il tumore rimane privo di un’efficace sorveglianza immunitaria e continua a crescere nonostante la terapia.

La Prova del Nove: Gli Esperimenti con i Topi Transgenici

Ovviamente, queste sono scoperte importanti, ma dovevamo essere sicuri. Abbiamo quindi utilizzato topi geneticamente modificati per confermare i nostri sospetti.

• Abbiamo creato topi in cui potevamo “spegnere” il gene Anxa1 specificamente nelle cellule epiteliali (quelle tumorali) dopo che avevano sviluppato resistenza. Risultato? La resistenza veniva superata, i neutrofili Fpr1+ aumentavano e così anche le cellule T killer nel tumore.
• Abbiamo fatto un esperimento simile spegnendo il gene Fpr1 specificamente nei neutrofili. Anche qui, la resistenza diminuiva, suggerendo che l’interazione Anxa1-Fpr1 fosse cruciale.
• Infine, abbiamo usato un sistema sofisticato per eliminare selettivamente le cellule Sox9+ nei tumori resistenti. Togliendo le cellule Sox9+, abbiamo visto ridursi Anxa1, aumentare i neutrofili Fpr1+ e le cellule T killer, e il tumore tornava a rispondere alla terapia!

Questi esperimenti hanno confermato in modo robusto il ruolo centrale dell’asse Sox9 -> Anxa1 -> Fpr1 -> apoptosi dei neutrofili -> ridotta infiltrazione di cellule T nella resistenza all’immunoterapia combinata anti-LAG-3/PD-1.

Cosa Significa Tutto Questo per il Futuro?

Questa ricerca non è solo un bell’esercizio accademico. Ci svela un meccanismo di resistenza complesso e affascinante, ma soprattutto ci indica nuovi potenziali bersagli terapeutici. Se riuscissimo a bloccare Sox9, o l’interazione Anxa1-Fpr1, o magari a proteggere i neutrofili Fpr1+ dall’apoptosi, potremmo forse superare la resistenza e rendere l’immunoterapia combinata efficace per molti più pazienti affetti da cancro della testa e del collo, e potenzialmente anche per altri tipi di tumore.

È un esempio perfetto di come la ricerca di base, scavando nei meccanismi molecolari più intricati, possa aprire nuove strade per la clinica. La battaglia contro il cancro è ancora lunga, ma ogni scoperta come questa ci avvicina un passo in più alla vittoria. Continuiamo a indagare!

Fonte: Springer