Exploring the "sweet spot": in vitro efficacy of tumor treating fields and potential for synergy with cytotoxic therapy in bone and soft tissue sarcomas

Il trattamento del cancro si basa spesso su un difficile gioco di equilibrio. I medici devono somministrare una quantità sufficiente di farmaco per distruggere un tumore, mantenendo al contempo la dose abbastanza bassa da evitare danni gravi al cuore o ad altri organi vitali del paziente. Per molti tipi di tumori ossei e dei tessuti molli, i farmaci più efficaci sono potenti ma comportano un costo pesante: possono causare danni cumulativi e irreversibili al cuore, limitando la durata del trattamento che il paziente può seguire. I ricercatori cercano da tempo un modo per rendere questi farmaci più efficaci a dosi inferiori, o per trovare un nuovo tipo di arma che non comporti gli stessi rischi. Un tale tipo di arma è una terapia che utilizza l'elettricità, non per dare scosse al corpo, ma per interrompere delicatamente il macchinario interno alle cellule cancerose mentre cercano di dividersi. Questo approccio, noto come Campi Trattanti il Tumore (Tumor Treating Fields), somministra campi elettrici alternati a bassa intensità a un tumore. Invece di bruciare o congelare il tessuto, questi campi interferiscono con le minuscole strutture interne di cui le cellule hanno bisogno per separarsi durante la divisione, causando la rottura o la morte delle cellule stesse. Sebbene questo metodo abbia mostrato risultati promettenti nel trattamento dei tumori cerebrali e polmonari, gli scienziati non hanno ancora compreso appieno come possa funzionare contro il variegato gruppo di tumori noti come sarcomi.

Un team di ricercatori della Università Cinese di Hong Kong si è posto l'obiettivo di esplorare questa questione in un ambiente di laboratorio. Volevano vedere se questi campi elettrici potessero fermare la crescita delle cellule del sarcoma da soli, e se l'uso dei campi insieme ai comuni farmaci chemioterapici potesse rendere i farmaci più efficaci. Per farlo, hanno coltivato cinque diversi tipi di cellule di sarcoma umano in piastre, rappresentando una varietà di tumori ossei e dei tessuti molli. Hanno posto queste cellule sotto un sistema speciale che generava i campi elettrici a una frequenza specifica. I ricercatori hanno testato due diverse intensità del campo elettrico: un'intensità alta e una più bassa. Hanno mantenuto costante la temperatura delle cellule per garantire che qualsiasi cambiamento nella crescita fosse dovuto all'elettricità stessa e non al calore. Dopo tre giorni, hanno contato quante cellule rimanevano vive rispetto a un gruppo che non aveva ricevuto campi elettrici.

I risultati hanno mostrato che i campi elettrici potevano effettivamente fermare la crescita delle cellule cancerose, ma la forza dell'effetto dipendeva fortemente dal tipo di cancro e dall'intensità del campo. All'intensità maggiore, i campi hanno ridotto il numero di cellule in tutti e cinque i tipi di sarcoma, con alcuni tipi che si sono ridotti di oltre il novanta per cento. Quando i ricercatori hanno osservato da vicino le cellule, hanno scoperto che i campi elettrici avevano causato la loro frammentazione o morte, un segno che i campi stavano con successo interrompendo il processo di divisione cellulare. Tuttavia, quando i ricercatori hanno provato a combinare i campi ad alta intensità con un comune farmaco chemioterapico chiamato gemcitabina, si sono scontrati con un ostacolo. I campi elettrici da soli avevano già ucciso così tante cellule che l'aggiunta del farmaco non ha prodotto alcun beneficio aggiuntivo apprezzabile. Era come se i campi avessero già fatto tutto il danno possibile, lasciando spazio al farmaco per mostrare il proprio effetto.

Questa osservazione ha portato gli scienziati a provare un approccio diverso. Hanno abbassato la forza dei campi elettrici a un livello che fermava la crescita delle cellule cancerose, ma non le uccideva tutte. In questo "punto ottimale", hanno scoperto che i campi elettrici potevano effettivamente aiutare altri farmaci a lavorare meglio. Quando hanno trattato due tipi specifici di cellule di sarcoma con i campi a bassa intensità e un farmaco chiamato doxorubicina, la combinazione ha ucciso più cellule di quanto potessero fare i campi o il farmaco presi singolarmente. In un tipo di cellula del cancro osseo, la combinazione sembrava funzionare così bene che le cellule sono diventate molto più sensibili al farmaco, il che significa che una quantità minore di farmaco poteva ottenere lo stesso risultato di una dose molto più grande utilizzata senza i campi. In un altro tipo di tumore dei tessuti molli, la combinazione si è semplicemente sommata, uccidendo più cellule di quanto potessero fare i singoli metodi. I ricercatori hanno anche testato un diverso tipo di farmaco, una terapia mirata chiamata pazopanib, su un tipo di tumore dei vasi sanguigni. Anche se i campi elettrici da soli non uccidevano molte di queste cellule, l'aggiunta dei campi al trattamento farmacologico rendeva il farmaco più efficace nel bloccare la crescita del cancro.

Lo studio suggerisce che la forza del campo elettrico è un fattore critico nel determinare se esso possa lavorare insieme alla chemioterapia. Se il campo è troppo forte, potrebbe uccidere così tante cellule da solo che il beneficio aggiunto di un farmaco non può essere misurato. Se impostato a un livello più basso e preciso, può creare un'apertura affinché i farmaci lavorino in modo più efficace, permettendo potenzialmente ai medici di utilizzare dosi inferiori di chemioterapia tossica per ottenere lo stesso livello di controllo del tumore. I ricercatori sottolineano con cautela che queste scoperte derivano da esperimenti di laboratorio e non sono ancora state testate sugli esseri umani. Non hanno ancora eseguito le analisi matematiche dettagliate necessarie per dimostrare che i farmaci e i campi stiano lavorando in modo veramente sinergico, piuttosto che limitarsi ad aggiungere i loro effetti. Tuttavia, i risultati forniscono un forte motivo per approfondire la ricerca. Se questi campi elettrici possono effettivamente aiutare a ridurre la quantità di chemioterapia necessaria per trattare il sarcoma, potrebbero un giorno offrire un modo per risparmiare ai pazienti i gravi danni al cuore che attualmente limitano le loro opzioni di trattamento. Il percorso dalla piastra di laboratorio al paziente è lungo, ma questo lavoro traccia una direzione promettente per la ricerca futura.