Simile alle reazioni immunitarie contro antigeni di batteri o virus, l’effetto abscopico richiede l’adescamento di cellule immunitarie contro antigeni tumorali. L’irradiazione locale di un nodulo tumorale può portare a forme immunogene di morte delle cellule tumorali e alla liberazione di antigeni derivati dalle cellule tumorali. Questi antigeni possono essere riconosciuti ed elaborati da cellule presentanti l’antigene all’interno del tumore (cellule dendritiche e macrofagi). Le cellule T citotossiche che riconoscono questi antigeni tumorali possono a loro volta essere innescate dalle cellule presentanti l’antigene tumorale. In contrasto con l’effetto locale dell’irradiazione sulle cellule tumorali, queste cellule T citotossiche circolano attraverso il flusso sanguigno e sono quindi in grado di distruggere le cellule tumorali rimanenti in parti lontane del corpo che non sono state irradiate. Di conseguenza, è stato dimostrato che l’aumento delle cellule T citotossiche specifiche del tumore è correlato alle risposte antitumorali abscopiche nei pazienti. Viceversa, l’effetto abscopico è abolito dopo la deplezione sperimentale delle cellule T in vari modelli animali.
Gli effetti abscopici delle radiazioni ionizzanti sono spesso bloccati dal microambiente immunosoppressivo all’interno del tumore irradiato che impedisce un efficace priming delle cellule T. Questo spiega perché l’effetto è così raramente visto in pazienti che ricevono la sola radioterapia. Al contrario, la combinazione di farmaci immunomodulatori come ipilimumab e pembrolizumab può parzialmente ricostituire le reazioni immunitarie sistemiche antitumorali indotte dopo la radioterapia locale del tumore. La combinazione ottimale della dose di radiazioni e del frazionamento con i farmaci immunomodulatori è attualmente oggetto di studi intensivi. In questo contesto, è stato proposto che dosi di radiazioni superiori a 10-12 Gray potrebbero essere inefficaci nell’indurre forme immunogene di morte cellulare. Tuttavia, non c’è ancora un consenso sul regime di radiazioni ottimale necessario per aumentare la possibilità di regressione tumorale abscopica.