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Una nuova piattaforma per la progettazione di vaccini efficaci contro i batteri

La vaccinazione ha avuto un enorme impatto sulla salute umana, prevenendo o persino debellando con successo devastanti malattie infettive. Il progetto NEWCARBOVAX ha generato un nuovo approccio per la progettazione razionale di vaccini altamente immunogeni, che stimolano una forte risposta immunitaria.

Salute

I vaccini gliconiugati consistono di un antigene polisaccaridico (un carboidrato) che si lega covalentemente a una proteina di trasporto. Le ricerche effettuate nel corso degli ultimi 30 anni hanno dimostrato che i vaccini gliconiugati sono i più sicuri ed efficaci, in quanto sono in grado di fornire una produzione di anticorpi a lungo termine anche in bambini al di sotto dei due anni di età. Ciò si verifica perché la proteina di trasporto viene presentata alle cellule T e riconosciuta dalle stesse, che altrimenti non reagirebbero agli antigeni polisaccaridi indipendenti dalle cellule T.

Ottimizzare la produzione dei vaccini gliconiugati

Nella maggior parte dei casi i processi di coniugazione dei vaccini sono stati definiti empiricamente, il che ha comportato una presentazione degli antigeni inefficiente e una minore efficacia dei vaccini. Per affrontare questo problema, il progetto NEWCARBOVAX ha sviluppato una piattaforma vaccinale per la sintesi della prossima generazione di vaccini gliconiugati. La ricerca è stata intrapresa con il sostegno del programma Marie Skłodowska-Curie (MSC) e si è basata sui risultati ottenuti nel laboratorio del prof. Kasper, presso la Harvard Medical School, in merito ai meccanismi legati all’immunità generata da vaccini. Secondo tali risultati, la presentazione dei carboidrati alle cellule T attraverso le cellule presentanti l’antigene (APC, antigen-presenting cell) potrebbe rafforzare notevolmente la risposta degli anticorpi. A tal fine, il carboidrato deve legarsi ai peptidi che si ancorano al coniugato attraverso molecole MHC di classe II, rendendo il vaccino sino a 100 volte più immunogeno. «Partendo da questa migliore comprensione dei meccanismi immunologici di base, il nostro obiettivo era sviluppare una nuova piattaforma traslazionale per vaccini basati su carboidrati ottimizzati ed efficaci in termini di costi», sottolinea il borsista di ricerca MSC Giuseppe Stefanetti. Gli scienziati hanno utilizzato il polisaccaride capsulare dello streptococco di gruppo B, tipo III, come modello e hanno testato catene di saccaridi di diversa lunghezza, trasportatori di peptidi differenti e vari siti di coniugazione. Inoltre, i ricercatori hanno valutato innovative strategie chimiche per legare i polisaccaridi ai peptidi e hanno testato l’immunogenicità dei costrutti generati nei modelli animali. I risultati hanno mostrato che il sito di coniugazione del trasportatore di peptidi al carboidrato ha influenzato significativamente la concentrazione di anticorpi, o titolo, indotta dal vaccino coniugato, nonché la protezione conferita contro una futura sfida batterica.

Progettazione di nuovi vaccini

Grazie all’impiego della piattaforma di NEWCARBOVAX, gli scienziati hanno sviluppato un vaccino gliconiugato in grado di proteggere, per la prima volta, dalle sfide intranasali con il Francisella tularensis, uno dei batteri più patogeni. I ricercatori hanno combinato il polisaccaride O del batterio con un peptide ottimizzato, osservando una protezione significativa. È interessante notare che i vaccini di nuova generazione hanno indotto titoli bassi di anticorpi altamente efficaci, un fatto successivamente attribuito ai diversi meccanismi di presentazione alle cellule T, che dipendono dalla struttura del polisaccaride utilizzato.

Vantaggi e prospettive future della nuova piattaforma vaccinale di NEWCARBOVAX

Oltre all’aumento dell’efficacia, i vaccini di nuova concezione inducono la protezione dagli agenti patogeni batterici intracellulari, una classe di microbi tradizionalmente difficile da trattare mediante i vaccini gliconiugati convenzionali. «È importante notare che la metodologia di NEWCARBOVAX consente di ottenere un prodotto farmaceutico ben caratterizzato, agevolando così lo studio del rapporto che intercorre tra struttura e attività», enfatizza il beneficiario del progetto, Luigi Lay. I risultati del progetto getteranno le basi per una progettazione razionale di una nuova generazione di vaccini validi contro praticamente ogni tipologia di specie batterica. Inoltre, l’induzione di anticorpi ad alta affinità potrebbe rappresentare il futuro per i trattamenti delle malattie infettive emergenti e la piattaforma di NEWCARBOVAX potrebbe fungere da punto di accesso per la loro generazione. «Per la creazione di vaccini altamente efficaci sono necessarie ulteriori indagini sull’interazione tra anticorpi a funzionalità elevata e l’antigene bersaglio», conclude Stefanetti.

Parole chiave

NEWCARBOVAX, vaccino gliconiugato, polisaccaride, peptide

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