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Jun 01, 2023

Studi in vitro e in vivo su piante

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 14146 (2023) Cita questo articolo Dettagli metrici Gli inibitori del checkpoint immunitario sono una classe ben nota di farmaci immunoterapeutici utilizzati per

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 14146 (2023) Citare questo articolo

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Gli inibitori del checkpoint immunitario sono una classe ben nota di farmaci immunoterapici che sono stati utilizzati per il trattamento efficace di diversi tumori. Atezolizumab (Tecentriq) è stato il primo anticorpo a colpire il checkpoint immunitario PD-L1 ed è ora tra le terapie antitumorali più comunemente utilizzate. Tuttavia, questo anticorpo anti-PD-L1 viene prodotto in cellule di mammifero con costi di produzione elevati, limitando l'accesso dei pazienti affetti da cancro al trattamento anticorpale. Il sistema di espressione vegetale è un'altra piattaforma che può essere utilizzata, poiché può sintetizzare glicoproteine ​​complesse, è rapidamente scalabile e relativamente conveniente. In questo caso, Atezolizumab è stato prodotto transitoriamente in Nicotiana benthamiana e ha dimostrato un livello di espressione elevato entro 4-6 giorni dall'infiltrazione. Dopo la purificazione mediante cromatografia di affinità, l'Atezolizumab purificato prodotto dalla pianta è stato confrontato con Tecentriq e ha mostrato l'assenza di glicosilazione. Inoltre, l’Atezolizumab prodotto dalle piante potrebbe legarsi a PD-L1 con affinità paragonabile a Tecentriq in ELISA. Anche l’attività inibitoria della crescita tumorale di Atezolizumab prodotto dalle piante nei topi è risultata simile a quella di Tecentriq. Questi risultati confermano la capacità della pianta di fungere da efficiente piattaforma di produzione di anticorpi immunoterapeutici e suggeriscono che potrebbe essere utilizzata per alleviare il costo dei prodotti antitumorali esistenti.

Il cancro è una malattia che si verifica quando le cellule tumorali crescono in modo incontrollabile e si diffondono in altre parti del corpo. Da allora, è diventata una delle principali cause di morte tra gli esseri umani, con il maggiore impatto nei paesi in via di sviluppo1,2. Il cancro viene trattato utilizzando diversi metodi, tra cui la chirurgia, la chemioterapia, la radioterapia e l'immunoterapia3. I trattamenti immunoterapeutici aiutano il sistema immunitario nella lotta contro il cancro. Gli inibitori del checkpoint immunitario (ICI), la terapia di trasferimento cellulare adottivo e i vaccini contro il cancro sono tra le principali immunoterapie utilizzate per trattare il cancro4.

Gli ICI sono anticorpi monoclonali (mAb) che prendono di mira e bloccano i checkpoint immunitari inibitori come, ma non limitati a, PD-1, PD-L1 e CTLA-45,6,7. Il legame di PD-1 sulle cellule T e di PD-L1 sulle cellule tumorali, ad esempio, inibisce l’uccisione delle cellule tumorali da parte delle cellule T. Quando il legame PD-1/PD-L1 viene bloccato con un ICI, le cellule T possono uccidere le cellule tumorali, sfruttando le cellule immunitarie dell'organismo per attaccare le cellule tumorali4. Gli ICI da soli o in combinazione con altre opzioni di trattamento del cancro hanno ottenuto un successo significativo come trattamento standard in diverse indicazioni di cancro8,9,10,11. Ad oggi, la FDA ha approvato sette ICI commerciali12. Tuttavia, a causa dei crescenti costi di questi trattamenti contro il cancro, i pazienti hanno un accesso limitato ad essi13,14.

Le proteine ​​ricombinanti per uso umano hanno costi proibitivi a causa degli elevati costi di produzione. Rispetto ad altre piattaforme di produzione, la piattaforma vegetale presenta numerosi vantaggi, tra cui una produzione più rapida in caso di espressione transitoria15, scalabilità16, costi di produzione a monte inferiori rispetto alle cellule di mammifero17,18 e un minor rischio di contaminazione da agenti patogeni umani19. Le piante sono anche capaci di modifiche post-traduzionali, necessarie per proteine ​​complesse come mAbs20. Precedenti ricerche hanno dimostrato le capacità della piattaforma vegetale nella produzione di mAbs ricombinanti contro l'Ebola21, la rabbia22 e le applicazioni oncologiche23,24,25.

In questo studio, la piattaforma vegetale è stata utilizzata per produrre mAb anti-PD-L1 e determinarne l'attività. L'Atezolizumab purificato prodotto in pianta è stato caratterizzato utilizzando SDS-PAGE e western blot e la sua attività è stata confrontata con il mAb anti-PD-L1 commerciale (Tecentriq). I risultati hanno mostrato che le dimensioni dell’Atezolizumab prodotto dalle piante erano leggermente più grandi di Tecentriq. In termini di analisi funzionale, l’Atezolizumab prodotto dalle piante ha dimostrato risultati simili nel legame con huPD-L1 in vitro e nella riduzione del peso e del volume del tumore nei topi in vivo. I nostri dati confermano che il sistema vegetale può produrre proteine ​​biologicamente attive con funzioni simili a quelle di altre piattaforme consolidate. Ancora più importante, questa piattaforma ha il potenziale di ridurre i costi associati al processo a monte della produzione dei farmaci, aumentando così l’accesso dei pazienti ai trattamenti biologici.