Macrofagi contro melanoma: le cellule immunitarie attaccano cellule tumorali vive in un filmato senza precedenti a livello mondiale. / Macrophage vs melanoma: immune cells attack live cancer cells in world-first footage

 Macrofagi contro melanoma: le cellule immunitarie attaccano cellule tumorali vive in un filmato senza precedenti a livello mondiale. / Macrophage vs melanoma: immune cells attack live cancer cells in world-first footage

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Per la prima volta in assoluto, gli scienziati sono riusciti a riprendere macrofagi, cellule immunitarie che inglobano cellule di melanoma vive, offrendo uno sguardo su questo processo sfuggente che potrebbe ispirare nuove terapie per questo aggressivo tumore della pelle.

Utilizzando la microscopia intravitale a due fotoni, i ricercatori del Garvan Institute of Medical Research e dell'UNSW Sydney (entrambi in Australia) hanno osservato in tempo reale l'interazione, mai vista prima, tra le proteine ​​del sistema immunitario e le cellule tumorali, identificando potenziali bersagli per futuri trattamenti contro il melanoma.

I macrofagi presenti nella pelle sono parte integrante di numerosi processi cellulari essenziali, tra cui l'omeostasi tissutale, la guarigione delle ferite, la sorveglianza dei patogeni e l'infiammazione allergica. È noto che queste cellule immunitarie siano coinvolte anche nel cancro della pelle, interagendo con le cellule tumorali nel microambiente immunitario tumorale (TIME), nell'ambiente extra-TIME e nei linfonodi drenanti il ​​tumore; tuttavia, il loro ruolo esatto nell'immunità antitumorale deve ancora essere chiarito.

Nel tentativo di svelare questo mistero, il gruppo ha preso di mira una sottopopolazione di macrofagi che esprimono la proteina CD169. I macrofagi CD169 + svolgono un ruolo nella promozione dell'immunità umorale adattativa presentando gli antigeni catturati alle cellule B e T. La ricerca clinica ha dimostrato che una maggiore densità di macrofagi CD169 + nei linfonodi drenanti il ​​tumore è associata ad una prognosi migliore nei pazienti oncologici, mentre studi su animali hanno evidenziato che queste cellule immunitarie possono sopprimere la crescita del melanoma.

Partendo da questo lavoro, i ricercatori hanno utilizzato la microscopia intravitale per visualizzare i macrofagi CD169 + che risiedono vicino ai vasi sanguigni nell'ipoderma, lo strato più interno della pelle, assistendo all'inglobamento ed all'ingestione di cellule tumorali vive in modelli murini.

La microscopia intravitale e la microscopia a immunofluorescenza su topi a cui erano state iniettate cellule di melanoma B16-F10 che esprimono la proteina fluorescente rossa mCherry hanno dimostrato che i macrofagi CD169 + fagocitano le cellule tumorali vive per controllare direttamente la crescita dei melanomi B16-F10 nella pelle.

Il gruppo ha inoltre analizzato biopsie cutanee di pazienti umani tramite immunoistochimica, scoprendo che i macrofagi CD169 + sono arricchiti nell'ipoderma sia nei tessuti sani che in quelli affetti da melanoma.

Per studiare il meccanismo di soppressione tumorale, il gruppo ha utilizzato la citometria a flusso sui leucociti infiltranti il ​​tumore, rivelando che i macrofagi controllano i tumori indipendentemente dalle cellule T e B. Ciò è stato supportato da studi che prevedevano la deplezione dei macrofagi CD169 + in topi geneticamente modificati per essere privi di cellule T e B, con conseguente crescita tumorale incontrollata.

La scoperta che le cellule T e B non sono coinvolte è "inaspettata e davvero entusiasmante", ha sottolineato Tri Phan, autore senior dello studio, poiché sono "le cellule del sistema immunitario a cui viene più comunemente attribuito il merito di combattere il cancro".

Nel complesso, i risultati ampliano la nostra comprensione dei misteriosi macrofagi e del loro ruolo nel controllo immunitario del cancro, indicando al contempo un potenziale bersaglio terapeutico, in particolare per i tumori immunologicamente "freddi", che non innescano una forte risposta immunitaria.

"Se riusciamo a sfruttare questa popolazione di macrofagi, potenzialmente avremo già a disposizione un esercito immunitario, pronto per essere mobilitato", ha continuato Phan.

"Questa è la prima volta che qualcuno è riuscito a riprendere un macrofago mentre attacca ed ingloba una cellula tumorale viva in tempo reale", ha aggiunto la prima autrice Yuki Keith. "Abbiamo sempre sospettato che i macrofagi svolgessero un ruolo più importante di quanto pensassimo, ed ora abbiamo le immagini video per dimostrarlo. Studiare questo processo in un sistema vivente è fondamentale perché è più rappresentativo di ciò che accade nella vita reale, mostrando la complessità del sistema immunitario ed aprendo la strada alle terapie del futuro."

ENGLISH

For the very first time, scientists have captured macrophage immune cells engulfing live melanoma cells, offering a glimpse into this elusive process that could inspire new treatments for the aggressive skin cancer.

Using intravital two-photon microscopy, researchers from the Garvan Institute of Medical Research and UNSW Sydney (both Australia) have observed the never-before-seen interaction between immune housekeeping proteins and cancer cells in real time, identifying potential targets for future melanoma treatments.

Macrophages in the skin are integral to a number of essential cellular processes, including tissue homeostasis, wound healing, pathogen surveillance and allergic inflammation. The immune cells are also known to be involved in skin cancer, interacting with cancer cells in the tumor immune microenvironment (TIME), extra-TIME and tumor-draining lymph nodes; however, their exact role in anti-tumor immunity is yet to be revealed.

In an attempt to untangle this, the team targeted a subpopulation of macrophages expressing the protein CD169. CD169+ macrophages play a part in promoting adaptive humoral immunity by presenting captured antigens to B cells and T cells. Clinical research has identified that a higher density of CD169+ macrophages in the tumor-draining lymph nodes is associated with a better prognosis in cancer patients, while animal studies have shown the immune cells can suppress melanoma growth.

Building on this work, the researchers employed intravital microscopy to image CD169+ macrophages that reside near blood vessels in the hypodermis, the innermost layer of skin, witnessing the engulfment and ingestion of live tumor cells in mouse models.

Intravital microscopy and immunofluorescence microscopy on mice injected with B16-F10 melanoma cells expressing the red fluorescent protein mCherry demonstrated that CD169+ macrophages phagocytose live tumor cells to directly control the growth of B16-F10 melanomas in the skin.

The team also analyzed skin biopsies from human patients via immunostaining, finding that CD169+ macrophages are enriched in the hypodermis in healthy and melanoma tissues.

To investigate the mechanism of tumor suppression, the team used flow cytometry on tumor-infiltrating leukocytes, revealing that the macrophages control tumors independent of T and B cells. This was supported by studies involving CD169+ macrophage depletion in mice engineered to lack T and B cells, which resulted in unrestrained tumor growth.

The discovery that T and B cells are not involved is “unexpected, and genuinely exciting”, Tri Phan, senior author on the paper, emphasized, as these are “the immune players most commonly credited with fighting cancer.”

Together, the findings expand our understanding of mysterious macrophages and their role in immune control of cancer, while also pointing to a potential therapeutic target, particularly for immune ‘cold’ tumors, which don’t trigger a strong immune response.

“If we can harness this population of macrophages, we potentially have an immune army already in place, ready to be mobilized,” Phan continued.

“This is the first time anyone has captured a macrophage attacking and engulfing a live cancer cell in real time,” first author Yuki Keith added. “We always suspected macrophages were doing more than we gave them credit for – now we have the video footage to prove it. Studying this in a living system is crucial because it is more representative of what happens in real life, showing the complexity of the immune system and paving the way for the treatments of the future.”

Da:

https://www.biotechniques.com/imaging/macrophage-vs-melanoma-immune-cells-attack-live-cancer-cells-in-world-first-footage/?utm_campaign=BioTechniques%20-%20Tech%20NL&utm_medium=email&_hsenc=p2ANqtz-_aTXyzKEJMFzQJuE4WJFksx9TnC4qUSzhA5tWniLiGy1jaxaHLEFf2yLAPcKkDeupLhulG29Xsk8xDOe-f-FrdO7YaFdOb0Rb2PG_6LTjSnYS_RHs&_hsmi=432636461&utm_content=432568109&utm_source=hs_email