Salvare vite umane combattendo la malaria
Durata 00:27:49
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Trascrizione
CORDIScovery podcast - Episodio n. 43 - Salvare vite umane combattendo la malaria
Questa trascrizione è stata prodotta con l’intelligenza artificiale.
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Abigail Acton
Questo è CORDIScovery. Benvenuti a questo episodio di CORDIScovery. Io sono Abigail Acton. Oggi parliamo di malaria, dal controllo delle zanzare che trasportano il parassita fino al modo in cui la malaria si comporta nell’organismo. La serie di difficoltà che la ricerca deve affrontare è molto ampia. Il terzo obiettivo di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite prevede di porre fine, entro il 2030, alle epidemie di AIDS, tubercolosi e malaria.
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Abigail Acton
L’UE sta contribuendo a raggiungere questo ambizioso obiettivo finanziando la ricerca sulla malaria, per comprendere meglio come il parassita si evolve nell’organismo. Vuole inoltre scoprire perché i vaccini per alcuni tipi di malaria sono ancora inefficaci e come ridurre il numero di zanzare infette. Il controllo del numero di zanzare infette, note come vettori, si basa ancora in larga misura sull’irrorazione di insetticidi. L’irrorazione degli ambienti interni e le zanzariere imbevute di insetticidi hanno in effetti risultati positivi.
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Abigail Acton
Tuttavia, l’Organizzazione Mondiale della Sanità avverte che queste fragili conquiste potrebbero andare perdute a causa della resistenza agli insetticidi delle zanzare Anopheles. L’OMS esorta quindi a lavorare nuovi strumenti, tecnologie e approcci per il controllo dei vettori. Oltre alla difficoltà di controllare i vettori, bisogna considerare che, una volta infettato un essere umano, il parassita Plasmodium falciparum si comporta in modo insolito all’interno dell’organismo. Infatti, il suo ciclo di vita ha molteplici fasi, e le sue caratteristiche in una fase possono cambiare in un’altra.
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Abigail Acton
La situazione è complessa anche in merito ai tentativi di sviluppare un vaccino. Nel 2022 la malaria placentare ha infettato quasi 13 milioni di donne africane. Il problema fondamentale di questo tipo di malaria è che la molecola con cui i parassiti si legano alla placenta è molto variabile. Quindi un anticorpo che riconosce una variante spesso non si lega alle altre, rendendo lo sviluppo di vaccini complesso e frustrante.
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Abigail Acton
Gli ospiti di oggi lavorano in ognuno di questi campi con il sostegno dei fondi di ricerca dell’UE e ci racconteranno come stanno cercando di fare luce su questi e altri problemi. Catherine Merrick è professoressa di parassitologia presso il Dipartimento di patologia dell’Università di Cambridge. I suoi studi si concentrano sul parassita della malaria umana, con l’obiettivo di chiarire la sua biologia fondamentale e l’impatto di quest’ultima sulla virulenza.
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Abigail Acton
Benvenuta, Catherine.
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Catherine Merrick
Buongiorno. Sono felice di essere qui.
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Abigail Acton
È un piacere averla qui. Lars Hviid è professore presso il Dipartimento di immunologia e microbiologia dell’Università di Copenaghen. È particolarmente interessato a chiare ulteriormente come si acquisisce una protezione graduale dalla malaria, contribuendo allo sviluppo di vaccini contro questa malattia mortale. Buongiorno, Lars.
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Lars Hviid
Buongiorno. È fantastico essere qui. Grazie.
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Abigail Acton
Grazie di essere qui. Hanan Lepek è fondatore e amministratore delegato di Senecio Robotics. Lavora all’intersezione tra biologia, ingegneria meccanica e software per creare e distribuire zanzare sterili su larga scala al fine di ridurre le popolazioni locali. Buongiorno, Hanan.
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Hanan Lepek
Buongiorno. È bello essere qui. Grazie.
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Abigail Acton
Benvenuto. Catherine, inizierò da lei. Il progetto PlasmoCycle si propone di trasformare le conoscenze pregresse sulla biologia di base di Plasmodium, il parassita della malaria, e su come la sua biologia influisca sulla virulenza. Può dirci cosa c’è di insolito nel parassita della malaria, Plasmodium? Prego.
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Catherine Merrick
I parassiti della malaria sono davvero insoliti. Sono organismi unicellulari e i loro antenati più prossimi sono in realtà minuscole cellule, un po’ come le alghe che vivono nelle barriere coralline. Sono quindi molto diversi dalle nostre cellule umane. Una delle differenze è che il loro ciclo cellulare, il modo in cui creano nuove cellule, è molto insolito. La maggior parte delle cellule che abbiamo studiato per decenni, come i lieviti e le cellule tumorali umane, hanno una biologia sostanzialmente simile. Si dividono attraverso quella che chiamiamo fissione binaria.
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Catherine Merrick
Copiano il loro genoma, lo dividono in due metà per ottenere due genomi e poi dividono l’intera cellula a metà per ricavare due cellule figlie. Sappiamo molti dettagli di queste fasi, dell’ordine in cui avvengono, delle proteine che le controllano. Ma i parassiti della malaria non lo fanno. Creano più cellule figlie, 20 o più, all’interno della stessa cellula madre, prima di dividersi e uscire tutti insieme. Quindi, la maggior parte di ciò che sappiamo sull’ordine e sul controllo di questi processi di base non corrisponde a ciò che avviene con questi parassiti.
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Abigail Acton
Cosa ha scoperto il vostro progetto e come siete arrivati a questi risultati? Ci parli un po’ del vostro lavoro, del progetto.
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Catherine Merrick
La prima cosa da dire è che abbiamo portato avanti questo progetto perché avevo sviluppato una nuova tecnologia che ci avrebbe aiutato a studiare il ciclo cellulare dei parassiti della malaria. La prima innovazione è stata l’aggiunta ai parassiti di un gene chiamato timidina chinasi. Questo ci ha permesso di etichettare il nuovo DNA che viene creato nel parassita mentre il genoma viene copiato. Di per sé, non si tratta di una novità. Da anni si fanno esperimenti del genere sulle cellule umane, ma non funzionano con i parassiti della malaria. Quindi il momento eureka è stato capire che non funzionavano semplicemente perché mancava questo gene, la timidina chinasi, e che aggiungerlo ci avrebbe permesso di fare tutti questi esperimenti per capire come e quando il genoma è stato copiato.
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Catherine Merrick
Non in modo binario, come nelle cellule umane, ma in questo complesso processo di divisione cellulare sinciziale dei parassiti della malaria.
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Abigail Acton
Quindi è quasi - se posso dirlo, e mi corregga se sbaglio - come un colorante: si può effettivamente visualizzare ciò che sta accadendo. E prima non si poteva. Spesso i coloranti vengono utilizzati per seguire i meccanismi biologici, ma in questo caso era un gene che veniva usato per amplificare e mostrare quello che accade. È corretto?
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Catherine Merrick
Proprio così. Usavamo un colorante, in pratica. Ma poiché i parassiti non hanno questo gene, ignorano il colorante. Se inseriamo il gene, possono vedere il colorante e noi riusciamo etichettare i parassiti grazie a esso. Quindi grazie all’etichettatura del nuovo DNA su intere popolazioni di parassiti, su singole cellule di parassiti e persino su singole molecole di DNA di quelle cellule, potevamo seguire i parametri di base del ciclo cellulare. Quindi, ad esempio, ci siamo chiesti: quanto tempo ci vuole per fare ogni nuovo genoma?
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Catherine Merrick
Quanti possono replicarsi contemporaneamente in un parassita? Bisogna ricordare che una cellula umana ne fa solo uno alla volta, mentre un parassita può farne una dozzina contemporaneamente. Ci siamo anche chiesti: quanto velocemente si replica una singola molecola di DNA? Sembrano domande elementari, ma ci hanno permesso di fare confronti importanti con domande future.
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Catherine Merrick
Ad esempio, se trattiamo i parassiti con un farmaco antimalarico, smetteranno di creare nuovi genomi? O se li affamiamo di sostanze nutritive, rallenteranno? Queste domande sono importanti perché possono essere rilevanti per la malattia malarica reale. I pazienti umani possono avere un calo di zuccheri, ad esempio, e questo potrebbe interferire con la divisione cellulare dei parassiti. Oppure possono assumere un farmaco antimalarico. E sappiamo che alcuni di questi farmaci possono danneggiare il DNA. Quindi, la copiatura del DNA viene alterata di conseguenza?
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Abigail Acton
Penso che questo sia meraviglioso, ma è assolutamente la meccanica a essere importante. E naturalmente è necessario capirla se si vogliono trovare delle soluzioni. A proposito di soluzioni, in che modo ritiene che il suo lavoro possa alimentare la ricerca futura?
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Catherine Merrick
Con questo lavoro siamo ben lontani dal generare nuovi interventi contro la malaria. Ma quanto più riusciamo a capire come questi parassiti effettuano la divisione cellulare, tanto più possiamo progettare nuovi interventi innovativi intelligenti. Quindi per far morire una cellula malata, che è ciò che cerchiamo di fare nella chemioterapia per il cancro, per esempio con i farmaci antivirali, spesso cerchiamo di colpire i cosiddetti checkpoint del ciclo cellulare.
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Catherine Merrick
Ovvero il modo in cui viene controllato il ciclo cellulare. E se riuscissimo a trovare combinazioni di farmaci antimalarici che danneggiano il DNA del parassita e contemporaneamente ne bloccano i checkpoint, potrebbe essere una terapia più efficace per far morire i parassiti malarici dannosi. E questo ovviamente potrebbe avere un impatto notevole.
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Abigail Acton
Sembra fantastico. Assolutamente super. E davvero ben spiegato. Grazie mille. È stato molto, molto chiaro per tutti. Grazie. Qualcuno ha dei commenti o delle osservazioni sul lavoro di Catherine? Sì, Lars.
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Lars Hviid
Sì. Ho una domanda. A quanto ho capito, Catherine sta discutendo di come i parassiti asessuati si dividono all’interno dei globuli rossi. Ma prima di questo stadio, c’è lo stadio epatico, in cui un parassita si divide non in 20 e più parassiti figli, ma in decine di migliaia di parassiti figli. In questa fase si applica un processo simile?
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Lars Hviid
Ha informazioni su questo?
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Catherine Merrick
Assolutamente sì. In realtà, alcuni miei colleghi in Portogallo stanno studiando proprio questo aspetto e stanno usando la stessa tecnologia che abbiamo sviluppato noi, ovvero l’aggiunta del gene della timidina chinasi ai parassiti. In un modello murino di malaria in cui è possibile osservare lo stadio epatico. Quindi non possiamo osservare facilmente un fegato umano, ma possiamo farlo con un fegato di topo.
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Catherine Merrick
E in effetti, in questi stadi epatici, si formano migliaia di nuovi parassiti, all’interno di una singola cellula madre, prima in modo asincrono. E poi, cosa davvero interessante, alla fine sembrano fare una massiccia divisione cellulare sincrona. E quindi nascono decine di migliaia di parassiti figli.
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Abigail Acton
Affascinante, come una grande esplosione. Orribile. Capisco. Sono molto felice che stiate svolgendo ricerche su questo. Lars, ora a lei la parola. Lei ha coordinato il progetto PAMSEQ e il lavoro che lei e il suo team avete svolto ci sta portando più vicini a un vaccino per la malaria placentare. So che sperate di sviluppare ulteriormente il lavoro svolto finora, perché sentite che un vaccino potrebbe essere a portata di mano.
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Abigail Acton
Può dirci qualcosa su cosa l’ha spinta verso questo settore di ricerca, Lars?
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Lars Hviid
La malaria e le donne in gravidanza, quella che chiamiamo malaria placentare, è un ambito affascinante. Intendo dire: costituisce un’eccezione davvero notevole alla regola generale secondo cui la malaria è una malattia infantile in Africa, dove è presente. Quindi gli adulti sono generalmente protetti perché hanno sviluppato l’immunità alla malattia. I vaccini contro la malaria infantile che si stanno diffondendo in Africa mirano ad accelerare questo processo.
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Lars Hviid
Ma nonostante questa immunità, le donne tornano a essere altamente suscettibili alla malaria quando rimangono incinte. Senza entrare in tecnicismi, questo accade perché la placenta crea una nuova opportunità per i parassiti, dove possono nascondersi e prosperare. Si moltiplicano in modo selettivo e provocano infiammazioni che causano la malaria placentare e il parto di bambini pretermine e molto piccoli. L’aspetto sorprendente è che questo problema scompare nel corso di gravidanze successive, il che suggerisce chiaramente che esiste una sorta di acquisizione dell’immunità e che questa acquisizione, che avviene nell’infanzia, viene in qualche modo resettata dalla gravidanza e poi riproposta.
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Lars Hviid
E lo trovo affascinante.
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Abigail Acton
È affascinante. Sembra molto strano. Un’incoerenza. Ci deve essere un motivo. Affascinante. Può dirmi qualcosa di più su quello che pensa possa essere il motivo? Potrebbe parlarci un po’ di più della molecola del parassita e di ciò che la rende difficile da trattare con la vaccinazione?
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Lars Hviid
Certo. Solo circa 20 anni fa si è capito che il parassita della malaria, e mi riferisco al falciparum di cui stiamo parlando, usa una molecola speciale per nascondersi nella placenta. E una volta che il sistema immunitario vede quella molecola, inizia a produrre una risposta immunitaria nei suoi confronti. Produce anticorpi che possono impedire ai parassiti di aderire alla placenta.
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Lars Hviid
Così, la volta successiva che la donna rimane incinta, quegli anticorpi sono lì per aiutarla. E il problema della malaria placentare non sussiste più. La molecola che i parassiti usano, nota come VAR2CSA, non serve ai parassiti se non c’è una placenta in cui nascondersi. Le donne, quindi, non iniziano a produrre anticorpi contro questa molecola fino alla comparsa di parassiti positivi a VAR2CSA durante la gravidanza.
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Lars Hviid
Una volta acquisiti questi anticorpi, la donna è protetta. La malaria placentare è quindi un problema soprattutto durante le prime gravidanze, perché in seguito la donna ha acquisito l’immunità.
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Abigail Acton
E se sappiamo qual è l’anticorpo, perché non possiamo sfruttare la potenza di un vaccino per aumentare l’immunità?
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Lars Hviid
La scoperta delle molecole VAR2CSA ha fatto nascere l’idea che dovrebbe essere possibile realizzare un vaccino specifico da somministrare alle giovani donne prima della loro prima gravidanza, con l’obiettivo di proteggerle dalla malaria placentare. I vaccini VAR2CSA sono stati già sperimentati e dovrebbero funzionare, ma non hanno dato risultati molto incoraggianti. VAR2CSA è una molecola complicata.
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Lars Hviid
Anche se ogni parassita ne ha almeno una, non sono completamente identiche tra i diversi parassiti. Ma per essere utile in un vaccino, questo deve bersagliare le parti esatte di tale molecola che è uguale in tutte le varianti. Questo risultato non è stato raggiunto nei vaccini che sono stati sperimentati. Quindi proteggevano solo dalle varianti impiegate nel vaccino.
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Abigail Acton
Bisogna quindi cercare un denominatore comune. Sì. Potrebbe essere il bersaglio di un vaccino. Ok, capisco. Che cosa si proponeva di fare il progetto e come? Ci parli un po’ della tecnologia che avete usato, perché mi sembra di capire che ha spinto in avanti le frontiere della scienza.
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Lars Hviid
Sì. Ci ha colpito molto il risultato della vaccinazione, ci ha deluso come nessun altro. In contrasto con questa marcata specificità della variante, gli anticorpi che le donne acquisiscono in risposta alla malaria placentare sembrano essere piuttosto cross-reattivi. E c’è proprio una discrepanza tra la specificità della variante dopo la vaccinazione e l’apparente cross-reattività dopo l’esposizione.
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Abigail Acton
Cross-reattività?
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Lars Hviid
La cross-reattività incrociata significa che l’anticorpo può riconoscere molte varianti diverse di questa molecola VAR2CSA.
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Abigail Acton
Ma dopo l’esposizione.
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Lars Hviid
Volevamo quindi capire il motivo di questa situazione, perché le prove di una cross-reattività dopo un’esposizione naturale erano piuttosto inconsistenti. Avevamo solo una manciata di anticorpi che potevamo usare per dimostrarlo, ma si trattava di anticorpi scoperti circa 20 anni fa. Eppure Pilar Quintana, una scienziata molto intelligente che lavora con me, ha proposto di usare una nuova tecnologia chiamata LIBRA-seq.
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Lars Hviid
Per aumentare drasticamente il numero di anticorpi che è possibile studiare. Pilar si è recata nel laboratorio statunitense che aveva sviluppato questa tecnologia e l’ha applicata, usando però varianti diverse della nostra molecola VAR2CSA.
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Abigail Acton
Capisco. E cosa avete scoperto?
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Lars Hviid
Durante la sua permanenza è riuscita a identificare circa un migliaio di nuovi anticorpi. Insomma, un bel salto di qualità rispetto alla manciata che avevamo inizialmente. E soprattutto, questi anticorpi erano per lo più cross-reattivi. Quindi la conclusione provvisoria che abbiamo tratto molti anni fa, basata su una manciata di anticorpi, rimane valida anche ora che l’abbiamo testata con molti, molti altri.
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Abigail Acton
È meraviglioso. Davvero straordinario. Lars, so che il lavoro che sta svolgendo è davvero fondamentale e, come ha detto, sta migliorando nostra capacità di analizzare molti altri anticorpi. Che cosa spera di poter realizzare nella prossima fase di ricerca se otterrà i finanziamenti?
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Lars Hviid
Sì. Dobbiamo scoprire esattamente perché gli anticorpi acquisiti naturalmente sono cross-reattivi, mentre gli anticorpi indotti dal vaccino non lo sono. In realtà pensiamo di sapere il perché, ma naturalmente dobbiamo esserne certi. Quindi, se si considera la molecola VAR2CSA come un pezzo di corda o di spago, si può dire che quando si realizza un vaccino si prende un breve pezzo di quella corda e si immunizza con quello.
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Lars Hviid
Perciò gli anticorpi generati possono riconoscere qualcosa solo su quel pezzetto. In realtà, però, questa molecola non è un pezzo di corda dritto, ma è ripiegato come un nodo. Quindi pensiamo che le cose importanti riconosciute dagli anticorpi siano composte da piccoli pezzi sulla corda, e che quando è dritta, sono molto distanti l’uno dall’altro.
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Lars Hviid
Ma quando si annoda, si avvicinano. Quindi, quando si utilizza un vaccino, si rompono questi elementi che vengono riconosciuti dagli anticorpi importanti e quindi il vaccino non è cross-reattivo. Ora stiamo svolgendo esperimenti su questo aspetto. Se risulterà corretto, dovremo capire come far sì che la molecola non abbia un aspetto simile.
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Lars Hviid
Ma speriamo che questo lavoro possa in qualche modo far scomparire il problema della malaria e della malaria placentare.
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Abigail Acton
Sarebbe chiaramente un risultato molto importante. E il lavoro che state facendo è decisamente innovativo. Quindi spero davvero che possiate svilupparlo ulteriormente, perché penso che stia aprendo una strada verso un vaccino per questa orribile patologia. Grazie mille.
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Abigail Acton
Avete domande per Lars? Hanan? Sì. Mi sembra ci sia una domanda.
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Hanan Lepek
Una domanda molto ingenua, se posso.
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Abigail Acton
Mi piacciono le domande ingenue. Significa che non devo farle io.
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Lars Hviid
Io ho paura delle domande ingenue.
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Hanan Lepek
È sorprendente che lei abbia detto che nelle gravidanze successive le donne hanno minori probabilità di contrarre la malaria. Corretto? Non esiste una possibilità di ingannare il parassita e fargli credere che, prendendo una pillola o qualcosa del genere, la donna sia incinta anche se non lo è, e quindi diminuire la possibilità che contragga la malaria?
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Lars Hviid
Buona domanda. In realtà non è necessario cercare di ingannare i parassiti, perché cercano sempre di capire se la donna ospite è incinta. Quindi cercano continuamente di esprimere questa molecola VAR2CSA. Ma se si trovano in un individuo non gravido, che potrebbe essere una donna non gravida, un bambino o un uomo...
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Lars Hviid
... i parassiti moriranno e quindi non si avrà una risposta immunitaria. Quindi persone come me e te non produrranno mai anticorpi per questo, anche se si ammalano di malaria.
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Abigail Acton
Grazie. Ottimo. Grazie mille, Lars. E spero davvero che il vostro lavoro possa continuare. È molto, molto significativo. Hanan, passiamo a lei. Abbiamo analizzato la biologia. Abbiamo parlato di come identificare e magari trovare una soluzione. Ma se torniamo alle basi, vediamo che è necessario controllare il numero di zanzare.
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Abigail Acton
Il progetto RoboSIT ha usato l’intelligenza artificiale e altri strumenti per allevare con successo (cosa non facile) e disperdere (anch’esso non facile) zanzare maschio sterili, come metodo per controllare le popolazioni di vettori. Può dirci qualcosa di più sui metodi attuali? Prima della sua innovazione, quali sono i metodi usati per controllare il numero di zanzare?
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Hanan Lepek
Certo. Specialmente in Africa c’è stata un’enorme campagna per la fornitura di zanzariere da letto, che sono molto efficaci, come pesticidi. Quindi era un ottimo metodo per gli adulti. Il fatto è che la nebbia di pesticidi alla fine evapora.
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Hanan Lepek
Rimangono poi tutte le uova, le larve e la pupe, che si stanno ancora sviluppando. A parte il fatto che è molto leggera, è anche spesso poco salutare. Inoltre, si sta sviluppando una resistenza ai pesticidi e la creazione di nuovi materiali è un processo normativo molto lungo e tedioso.
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Hanan Lepek
E da qui nasce il successo del programma sui moscerini della frutta sterili. Ad esempio in Guatemala, dove risiede una delle più grandi strutture SIT (tecnica degli insetti sterili) del mondo, si producono circa un miliardo di moscerini della frutta sterili, ogni settimana circa. Credo che questo sia il punto di riferimento per il controllo delle zanzare, in particolare per le Anopheles, per la malaria.
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Lars Hviid
E separare le femmine dai maschi è una sfida enorme. In genere è molto, molto più facile nella fase adulta. Vogliamo separare i maschi dalle femmine. E possiamo farlo spesso nella fase adulta quando le zanzare sono molto fragili. E vogliamo, in particolare, allevarne milioni e rilasciarle nelle strade, nella natura, ovunque.
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Abigail Acton
Capisco. Ok. Questo è l’obiettivo. Questa è l’idea. E cosa sta facendo RoboSIT?
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Hanan Lepek
Abbiamo preso questo concetto e abbiamo identificato il motivo per cui non è stato utilizzato finora su scala globale. Servono molte persone per questa tecnica. Per allevare le zanzare servono molte persone. È importante rilasciare solo i maschi, perché sono le femmine che mordono. I maschi vengono rilasciati, puntano alle femmine, si accoppiano.
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Hanan Lepek
Ma non nasce alcuna zanzara. E poiché la zanzara femmina si accoppia in genere una sola volta nella vita, se rilasciamo le zanzare una volta alla settimana la popolazione diminuisce entro un numero x di settimane o mesi, a seconda del livello di infestazione. Per questo motivo è necessario avere a disposizione molte persone ed eseguire il rilascio in modo ripetitivo. Perciò abbiamo sfruttato l’intelligenza artificiale e l’automazione.
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Hanan Lepek
Quando si osserva una zanzara adulta, è molto facile capire se si tratta di un maschio o di una femmina. Capirlo è semplice. Vi mostrerò un’immagine. Diventerete esperti in poco tempo. E ho capito che, quando emergono hanno bisogno di stare ferme per asciugarsi. Non c’è esoscheletro che esce dall’acqua.
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Hanan Lepek
E sono ferme. Sono immobili. In quel momento è facile identificare se si tratta di un maschio o di una femmina. Così ho pensato che dovevamo trovare un modo per immobilizzare le zanzare, per identificarle, per usare la visione e capire se si tratta di un maschio o di una femmina.
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Abigail Acton
Che cosa avete fatto dopo? Una volta identificati, qual è il vostro processo? Come si fa a separare i maschi dalle femmine?
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Hanan Lepek
In breve, abbiamo costruito una fabbrica automatizzata composta da tre componenti. Una è la fase di emergenza, ovvero la fase di crescita finale delle zanzare, che si trovano nell’acqua. Poi vengono guidate attraverso condotti d’aria verso la stazione di smistamento delle immagini, poi atterrano su un nastro trasportatore poroso e l’aria agisce come una forza di attrazione.
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Hanan Lepek
Quindi le zanzare si trovano sul nastro trasportatore. Ma non possono volare via. Possono camminare un po’, ma non volare via. Immaginate una fabbrica che confeziona biscotti, con un nastro trasportatore che contiene milioni di biscotti in continuazione. Arrivano a una stazione di imaging, il computer identifica i biscotti sul nastro trasportatore, e uno strumento estrae i biscotti e li mette nelle scatole.
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Lars Hviid
E poi li spedisce ai supermercati. Più o meno il processo è lo stesso. Così ora siamo in grado di raccogliere, con unità da emergenza, milioni di zanzare senza toccarle, identificandole in tempo reale con una capacità di oltre 300 zanzare al secondo. Lo ripeto: più di 300 zanzare al secondo.
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Abigail Acton
E può distinguere i maschi dalle femmine.
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Hanan Lepek
Sì, non ha paragoni con nessuna capacità che un essere umano possa avere o con qualsiasi altro processo manuale attualmente esistente.
00:24:11:13 - 00:24:13:24
Abigail Acton
E poi cosa succede ai maschi?
00:24:14:01 - 00:24:27:22
Hanan Lepek
Preleviamo le femmine e poi il trasportatore porta i maschi nei contenitori di rilascio. Poi li prendiamo e li irradiamo.
00:24:27:24 - 00:24:31:03
Abigail Acton
E questo li rende sterili. È quindi il processo di irradiazione a renderli sterili?
00:24:31:04 - 00:24:59:01
Hanan Lepek
Corretto? Capisco. Così poi li forniamo, poniamo, al distributore, all’azienda di disinfestazione o altro, e loro vanno sul campo e possono rilasciarli. In tal modo possiamo coprire aree molto vaste da un unico impianto, da un unico stabilimento. E introducendo questo processo, l’intero processo viene industrializzato. Alla fine della settimana, cambiamo la modalità del software e poi carichiamo anche le femmine e le riportiamo nella prima stanza.
00:24:59:06 - 00:25:05:09
Hanan Lepek
Quindi ora abbiamo sia maschi che femmine per la prossima settimana. Quindi è un processo ciclico.
00:25:05:09 - 00:25:07:09
Abigail Acton
In sostanza, state riciclando le femmine.
00:25:07:11 - 00:25:07:23
Hanan Lepek
Sì.
00:25:07:23 - 00:25:16:09
Abigail Acton
Se non erro ha parlato con alcune persone alla COP riguardo all’uso di maschi sterili in Africa. Puoi dirci qualcosa di più al riguardo?
00:25:16:15 - 00:25:43:24
Hanan Lepek
Sì. Abbiamo presentato il progetto come parte della delegazione tecnologica israeliana, nel corso dell’ultima COP a Baku, in Azerbaigian. È stata davvero un’esperienza straordinaria. Abbiamo incontrato persone da tutto il mondo, con colori, costumi e culture diverse. Tutte interessati al clima. La malaria non è solo in Africa e le zanzare, si sa, trasportano diverse malattie, sono responsabili di diverse malattie: la malaria, la chikungunya, la dengue e altre.
00:25:44:01 - 00:26:14:06
Hanan Lepek
Abbiamo incontrato diversi rappresentanti di Ghana, Uganda, Burkina Faso e Tanzania. Erano entusiasti di queste potenzialità, perché hanno molti problemi con la malaria e alcuni di loro avevano già sentito parlare del SIT, ma hanno problemi di scalabilità. Quindi vedere una possibilità di scelta, sfruttare la potenza dell’IA per qualcosa di buono ed essere in grado di ampliare su scala questa tecnologia e questa soluzione è molto entusiasmante per tutti loro.
00:26:14:06 - 00:26:27:15
Hanan Lepek
E stiamo già discutendo con alcuni di loro, anche con i rappresentanti delle Nazioni Unite, che ci stanno aiutando. Quindi vedo un potenziale davvero grande per l’introduzione di questa tecnologia in Africa.
00:26:27:17 - 00:26:46:08
Abigail Acton
Molto bene. Ottimo. Grazie mille, Hanan, per la spiegazione. È davvero molto, molto interessante. È meraviglioso. Grazie mille per il tempo dedicato a spiegare il suo lavoro, è molto interessante. E sono molto contenta di aver affrontato l’argomento da diverse angolazioni. Credo che ci abbia dato una buona panoramica. Grazie per il vostro tempo e per aver partecipato a CORDIScovery.
00:26:46:10 - 00:26:47:14
Hanan Lepek
Grazie mille.
00:26:47:16 - 00:26:49:03
Lars Hviid
Grazie per l’invito.
00:26:49:05 - 00:26:56:11
Abigail Acton
Grazie. Grazie a voi. Auguri per il vostro utile lavoro. Non posso dire altro. Ok. Arrivederci.
00:26:57:14 - 00:27:19:08
Abigail Acton
Se vi è piaciuto questo podcast, seguiteci su Spotify e Apple Podcasts o sulla vostra piattaforma preferita. E date un’occhiata alla homepage del podcast sul sito web di CORDIS. Iscrivetevi per non perdere le ricerche più interessanti e la scienza finanziata dall’UE. Se vi è piaciuto questo episodio, perché non spargere la voce? Nelle scorse puntate abbiamo parlato di come addestrare le api a volare attraverso i cerchi.
00:27:19:10 - 00:27:40:24
Abigail Acton
Ascoltate l’episodio sulle Interazioni nascoste per scoprire perché. Nelle ultime 42 puntate troverete sicuramente un tema che stuzzicherà la vostra curiosità. Vi interessa scoprire come altri progetti finanziati dall’UE stanno lavorando per ridurre il numero di morti per malaria? Sul sito web di CORDIS potete consultare i risultati dei progetti finanziati nell’ambito di Orizzonte 2020 e Orizzonte Europa dedicati a questo tema.
00:27:41:01 - 00:28:02:10
Abigail Acton
Sul nostro sito troverete anche articoli e interviste sui risultati delle ricerche relative a numerose discipline e svariati argomenti, dai neutroni ai neuroni. Sicuramente ci sarà qualcosa che fa al caso vostro. O ancora, se state lavorando a un progetto o volete richiedere un finanziamento, potete trovare altri progetti del vostro ambito di ricerca. Scoprite sul sito le tante ricerche impegnate a svelare le forze che muovono il mondo.
00:28:02:12 - 00:28:15:11
Abigail Acton
Siamo sempre felici di ricevere i vostri commenti. Scriveteci all’indirizzo editorial@cordis.europa.eu. Alla prossima.
Questa trascrizione è stata prodotta con l’intelligenza artificiale.
00:00:00:00 - 00:00:39:14
Abigail Acton
Questo è CORDIScovery. Benvenuti a questo episodio di CORDIScovery. Io sono Abigail Acton. Oggi parliamo di malaria, dal controllo delle zanzare che trasportano il parassita fino al modo in cui la malaria si comporta nell’organismo. La serie di difficoltà che la ricerca deve affrontare è molto ampia. Il terzo obiettivo di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite prevede di porre fine, entro il 2030, alle epidemie di AIDS, tubercolosi e malaria.
00:00:39:16 - 00:01:06:21
Abigail Acton
L’UE sta contribuendo a raggiungere questo ambizioso obiettivo finanziando la ricerca sulla malaria, per comprendere meglio come il parassita si evolve nell’organismo. Vuole inoltre scoprire perché i vaccini per alcuni tipi di malaria sono ancora inefficaci e come ridurre il numero di zanzare infette. Il controllo del numero di zanzare infette, note come vettori, si basa ancora in larga misura sull’irrorazione di insetticidi. L’irrorazione degli ambienti interni e le zanzariere imbevute di insetticidi hanno in effetti risultati positivi.
00:01:06:23 - 00:01:36:23
Abigail Acton
Tuttavia, l’Organizzazione Mondiale della Sanità avverte che queste fragili conquiste potrebbero andare perdute a causa della resistenza agli insetticidi delle zanzare Anopheles. L’OMS esorta quindi a lavorare nuovi strumenti, tecnologie e approcci per il controllo dei vettori. Oltre alla difficoltà di controllare i vettori, bisogna considerare che, una volta infettato un essere umano, il parassita Plasmodium falciparum si comporta in modo insolito all’interno dell’organismo. Infatti, il suo ciclo di vita ha molteplici fasi, e le sue caratteristiche in una fase possono cambiare in un’altra.
00:01:37:00 - 00:02:02:00
Abigail Acton
La situazione è complessa anche in merito ai tentativi di sviluppare un vaccino. Nel 2022 la malaria placentare ha infettato quasi 13 milioni di donne africane. Il problema fondamentale di questo tipo di malaria è che la molecola con cui i parassiti si legano alla placenta è molto variabile. Quindi un anticorpo che riconosce una variante spesso non si lega alle altre, rendendo lo sviluppo di vaccini complesso e frustrante.
00:02:02:02 - 00:02:29:03
Abigail Acton
Gli ospiti di oggi lavorano in ognuno di questi campi con il sostegno dei fondi di ricerca dell’UE e ci racconteranno come stanno cercando di fare luce su questi e altri problemi. Catherine Merrick è professoressa di parassitologia presso il Dipartimento di patologia dell’Università di Cambridge. I suoi studi si concentrano sul parassita della malaria umana, con l’obiettivo di chiarire la sua biologia fondamentale e l’impatto di quest’ultima sulla virulenza.
00:02:29:04 - 00:02:30:00
Abigail Acton
Benvenuta, Catherine.
00:02:30:00 - 00:02:32:05
Catherine Merrick
Buongiorno. Sono felice di essere qui.
00:02:32:05 - 00:02:50:11
Abigail Acton
È un piacere averla qui. Lars Hviid è professore presso il Dipartimento di immunologia e microbiologia dell’Università di Copenaghen. È particolarmente interessato a chiare ulteriormente come si acquisisce una protezione graduale dalla malaria, contribuendo allo sviluppo di vaccini contro questa malattia mortale. Buongiorno, Lars.
00:02:50:13 - 00:02:52:15
Lars Hviid
Buongiorno. È fantastico essere qui. Grazie.
00:02:52:19 - 00:03:08:09
Abigail Acton
Grazie di essere qui. Hanan Lepek è fondatore e amministratore delegato di Senecio Robotics. Lavora all’intersezione tra biologia, ingegneria meccanica e software per creare e distribuire zanzare sterili su larga scala al fine di ridurre le popolazioni locali. Buongiorno, Hanan.
00:03:08:11 - 00:03:09:24
Hanan Lepek
Buongiorno. È bello essere qui. Grazie.
00:03:10:05 - 00:03:36:15
Abigail Acton
Benvenuto. Catherine, inizierò da lei. Il progetto PlasmoCycle si propone di trasformare le conoscenze pregresse sulla biologia di base di Plasmodium, il parassita della malaria, e su come la sua biologia influisca sulla virulenza. Può dirci cosa c’è di insolito nel parassita della malaria, Plasmodium? Prego.
00:03:36:17 - 00:03:59:22
Catherine Merrick
I parassiti della malaria sono davvero insoliti. Sono organismi unicellulari e i loro antenati più prossimi sono in realtà minuscole cellule, un po’ come le alghe che vivono nelle barriere coralline. Sono quindi molto diversi dalle nostre cellule umane. Una delle differenze è che il loro ciclo cellulare, il modo in cui creano nuove cellule, è molto insolito. La maggior parte delle cellule che abbiamo studiato per decenni, come i lieviti e le cellule tumorali umane, hanno una biologia sostanzialmente simile. Si dividono attraverso quella che chiamiamo fissione binaria.
00:03:59:22 - 00:04:33:04
Catherine Merrick
Copiano il loro genoma, lo dividono in due metà per ottenere due genomi e poi dividono l’intera cellula a metà per ricavare due cellule figlie. Sappiamo molti dettagli di queste fasi, dell’ordine in cui avvengono, delle proteine che le controllano. Ma i parassiti della malaria non lo fanno. Creano più cellule figlie, 20 o più, all’interno della stessa cellula madre, prima di dividersi e uscire tutti insieme. Quindi, la maggior parte di ciò che sappiamo sull’ordine e sul controllo di questi processi di base non corrisponde a ciò che avviene con questi parassiti.
00:04:33:06 - 00:04:51:06
Abigail Acton
Cosa ha scoperto il vostro progetto e come siete arrivati a questi risultati? Ci parli un po’ del vostro lavoro, del progetto.
00:04:51:08 - 00:05:26:09
Catherine Merrick
La prima cosa da dire è che abbiamo portato avanti questo progetto perché avevo sviluppato una nuova tecnologia che ci avrebbe aiutato a studiare il ciclo cellulare dei parassiti della malaria. La prima innovazione è stata l’aggiunta ai parassiti di un gene chiamato timidina chinasi. Questo ci ha permesso di etichettare il nuovo DNA che viene creato nel parassita mentre il genoma viene copiato. Di per sé, non si tratta di una novità. Da anni si fanno esperimenti del genere sulle cellule umane, ma non funzionano con i parassiti della malaria. Quindi il momento eureka è stato capire che non funzionavano semplicemente perché mancava questo gene, la timidina chinasi, e che aggiungerlo ci avrebbe permesso di fare tutti questi esperimenti per capire come e quando il genoma è stato copiato.
00:05:26:11 - 00:05:45:14
Catherine Merrick
Non in modo binario, come nelle cellule umane, ma in questo complesso processo di divisione cellulare sinciziale dei parassiti della malaria.
00:05:45:16 - 00:06:05:09
Abigail Acton
Quindi è quasi - se posso dirlo, e mi corregga se sbaglio - come un colorante: si può effettivamente visualizzare ciò che sta accadendo. E prima non si poteva. Spesso i coloranti vengono utilizzati per seguire i meccanismi biologici, ma in questo caso era un gene che veniva usato per amplificare e mostrare quello che accade. È corretto?
00:06:05:11 - 00:06:30:22
Catherine Merrick
Proprio così. Usavamo un colorante, in pratica. Ma poiché i parassiti non hanno questo gene, ignorano il colorante. Se inseriamo il gene, possono vedere il colorante e noi riusciamo etichettare i parassiti grazie a esso. Quindi grazie all’etichettatura del nuovo DNA su intere popolazioni di parassiti, su singole cellule di parassiti e persino su singole molecole di DNA di quelle cellule, potevamo seguire i parametri di base del ciclo cellulare. Quindi, ad esempio, ci siamo chiesti: quanto tempo ci vuole per fare ogni nuovo genoma?
00:06:30:24 - 00:06:50:03
Catherine Merrick
Quanti possono replicarsi contemporaneamente in un parassita? Bisogna ricordare che una cellula umana ne fa solo uno alla volta, mentre un parassita può farne una dozzina contemporaneamente. Ci siamo anche chiesti: quanto velocemente si replica una singola molecola di DNA? Sembrano domande elementari, ma ci hanno permesso di fare confronti importanti con domande future.
00:06:50:08 - 00:07:18:16
Catherine Merrick
Ad esempio, se trattiamo i parassiti con un farmaco antimalarico, smetteranno di creare nuovi genomi? O se li affamiamo di sostanze nutritive, rallenteranno? Queste domande sono importanti perché possono essere rilevanti per la malattia malarica reale. I pazienti umani possono avere un calo di zuccheri, ad esempio, e questo potrebbe interferire con la divisione cellulare dei parassiti. Oppure possono assumere un farmaco antimalarico. E sappiamo che alcuni di questi farmaci possono danneggiare il DNA. Quindi, la copiatura del DNA viene alterata di conseguenza?
00:07:18:18 - 00:07:32:22
Abigail Acton
Penso che questo sia meraviglioso, ma è assolutamente la meccanica a essere importante. E naturalmente è necessario capirla se si vogliono trovare delle soluzioni. A proposito di soluzioni, in che modo ritiene che il suo lavoro possa alimentare la ricerca futura?
00:07:32:24 - 00:08:00:01
Catherine Merrick
Con questo lavoro siamo ben lontani dal generare nuovi interventi contro la malaria. Ma quanto più riusciamo a capire come questi parassiti effettuano la divisione cellulare, tanto più possiamo progettare nuovi interventi innovativi intelligenti. Quindi per far morire una cellula malata, che è ciò che cerchiamo di fare nella chemioterapia per il cancro, per esempio con i farmaci antivirali, spesso cerchiamo di colpire i cosiddetti checkpoint del ciclo cellulare.
00:08:00:07 - 00:08:23:06
Catherine Merrick
Ovvero il modo in cui viene controllato il ciclo cellulare. E se riuscissimo a trovare combinazioni di farmaci antimalarici che danneggiano il DNA del parassita e contemporaneamente ne bloccano i checkpoint, potrebbe essere una terapia più efficace per far morire i parassiti malarici dannosi. E questo ovviamente potrebbe avere un impatto notevole.
00:08:23:08 - 00:08:30:16
Abigail Acton
Sembra fantastico. Assolutamente super. E davvero ben spiegato. Grazie mille. È stato molto, molto chiaro per tutti. Grazie. Qualcuno ha dei commenti o delle osservazioni sul lavoro di Catherine? Sì, Lars.
00:08:30:18 - 00:08:54:09
Lars Hviid
Sì. Ho una domanda. A quanto ho capito, Catherine sta discutendo di come i parassiti asessuati si dividono all’interno dei globuli rossi. Ma prima di questo stadio, c’è lo stadio epatico, in cui un parassita si divide non in 20 e più parassiti figli, ma in decine di migliaia di parassiti figli. In questa fase si applica un processo simile?
00:08:54:09 - 00:08:55:10
Lars Hviid
Ha informazioni su questo?
00:08:55:12 - 00:09:16:09
Catherine Merrick
Assolutamente sì. In realtà, alcuni miei colleghi in Portogallo stanno studiando proprio questo aspetto e stanno usando la stessa tecnologia che abbiamo sviluppato noi, ovvero l’aggiunta del gene della timidina chinasi ai parassiti. In un modello murino di malaria in cui è possibile osservare lo stadio epatico. Quindi non possiamo osservare facilmente un fegato umano, ma possiamo farlo con un fegato di topo.
00:09:16:11 - 00:09:37:18
Catherine Merrick
E in effetti, in questi stadi epatici, si formano migliaia di nuovi parassiti, all’interno di una singola cellula madre, prima in modo asincrono. E poi, cosa davvero interessante, alla fine sembrano fare una massiccia divisione cellulare sincrona. E quindi nascono decine di migliaia di parassiti figli.
00:09:37:20 - 00:09:57:11
Abigail Acton
Affascinante, come una grande esplosione. Orribile. Capisco. Sono molto felice che stiate svolgendo ricerche su questo. Lars, ora a lei la parola. Lei ha coordinato il progetto PAMSEQ e il lavoro che lei e il suo team avete svolto ci sta portando più vicini a un vaccino per la malaria placentare. So che sperate di sviluppare ulteriormente il lavoro svolto finora, perché sentite che un vaccino potrebbe essere a portata di mano.
00:09:57:13 - 00:10:01:16
Abigail Acton
Può dirci qualcosa su cosa l’ha spinta verso questo settore di ricerca, Lars?
00:10:01:18 - 00:10:30:10
Lars Hviid
La malaria e le donne in gravidanza, quella che chiamiamo malaria placentare, è un ambito affascinante. Intendo dire: costituisce un’eccezione davvero notevole alla regola generale secondo cui la malaria è una malattia infantile in Africa, dove è presente. Quindi gli adulti sono generalmente protetti perché hanno sviluppato l’immunità alla malattia. I vaccini contro la malaria infantile che si stanno diffondendo in Africa mirano ad accelerare questo processo.
00:10:30:12 - 00:11:12:09
Lars Hviid
Ma nonostante questa immunità, le donne tornano a essere altamente suscettibili alla malaria quando rimangono incinte. Senza entrare in tecnicismi, questo accade perché la placenta crea una nuova opportunità per i parassiti, dove possono nascondersi e prosperare. Si moltiplicano in modo selettivo e provocano infiammazioni che causano la malaria placentare e il parto di bambini pretermine e molto piccoli. L’aspetto sorprendente è che questo problema scompare nel corso di gravidanze successive, il che suggerisce chiaramente che esiste una sorta di acquisizione dell’immunità e che questa acquisizione, che avviene nell’infanzia, viene in qualche modo resettata dalla gravidanza e poi riproposta.
00:11:12:14 - 00:11:13:20
Lars Hviid
E lo trovo affascinante.
00:11:14:00 - 00:11:33:13
Abigail Acton
È affascinante. Sembra molto strano. Un’incoerenza. Ci deve essere un motivo. Affascinante. Può dirmi qualcosa di più su quello che pensa possa essere il motivo? Potrebbe parlarci un po’ di più della molecola del parassita e di ciò che la rende difficile da trattare con la vaccinazione?
00:11:33:15 - 00:11:59:17
Lars Hviid
Certo. Solo circa 20 anni fa si è capito che il parassita della malaria, e mi riferisco al falciparum di cui stiamo parlando, usa una molecola speciale per nascondersi nella placenta. E una volta che il sistema immunitario vede quella molecola, inizia a produrre una risposta immunitaria nei suoi confronti. Produce anticorpi che possono impedire ai parassiti di aderire alla placenta.
00:11:59:19 - 00:12:28:08
Lars Hviid
Così, la volta successiva che la donna rimane incinta, quegli anticorpi sono lì per aiutarla. E il problema della malaria placentare non sussiste più. La molecola che i parassiti usano, nota come VAR2CSA, non serve ai parassiti se non c’è una placenta in cui nascondersi. Le donne, quindi, non iniziano a produrre anticorpi contro questa molecola fino alla comparsa di parassiti positivi a VAR2CSA durante la gravidanza.
00:12:28:10 - 00:12:40:15
Lars Hviid
Una volta acquisiti questi anticorpi, la donna è protetta. La malaria placentare è quindi un problema soprattutto durante le prime gravidanze, perché in seguito la donna ha acquisito l’immunità.
00:12:40:17 - 00:12:47:11
Abigail Acton
E se sappiamo qual è l’anticorpo, perché non possiamo sfruttare la potenza di un vaccino per aumentare l’immunità?
00:12:47:14 - 00:13:11:09
Lars Hviid
La scoperta delle molecole VAR2CSA ha fatto nascere l’idea che dovrebbe essere possibile realizzare un vaccino specifico da somministrare alle giovani donne prima della loro prima gravidanza, con l’obiettivo di proteggerle dalla malaria placentare. I vaccini VAR2CSA sono stati già sperimentati e dovrebbero funzionare, ma non hanno dato risultati molto incoraggianti. VAR2CSA è una molecola complicata.
00:13:11:11 - 00:13:36:12
Lars Hviid
Anche se ogni parassita ne ha almeno una, non sono completamente identiche tra i diversi parassiti. Ma per essere utile in un vaccino, questo deve bersagliare le parti esatte di tale molecola che è uguale in tutte le varianti. Questo risultato non è stato raggiunto nei vaccini che sono stati sperimentati. Quindi proteggevano solo dalle varianti impiegate nel vaccino.
00:13:36:15 - 00:13:49:18
Abigail Acton
Bisogna quindi cercare un denominatore comune. Sì. Potrebbe essere il bersaglio di un vaccino. Ok, capisco. Che cosa si proponeva di fare il progetto e come? Ci parli un po’ della tecnologia che avete usato, perché mi sembra di capire che ha spinto in avanti le frontiere della scienza.
00:13:49:20 - 00:14:18:24
Lars Hviid
Sì. Ci ha colpito molto il risultato della vaccinazione, ci ha deluso come nessun altro. In contrasto con questa marcata specificità della variante, gli anticorpi che le donne acquisiscono in risposta alla malaria placentare sembrano essere piuttosto cross-reattivi. E c’è proprio una discrepanza tra la specificità della variante dopo la vaccinazione e l’apparente cross-reattività dopo l’esposizione.
00:14:19:05 - 00:14:20:08
Abigail Acton
Cross-reattività?
00:14:20:10 - 00:14:27:14
Lars Hviid
La cross-reattività incrociata significa che l’anticorpo può riconoscere molte varianti diverse di questa molecola VAR2CSA.
00:14:27:15 - 00:14:28:15
Abigail Acton
Ma dopo l’esposizione.
00:14:28:15 - 00:14:55:23
Lars Hviid
Volevamo quindi capire il motivo di questa situazione, perché le prove di una cross-reattività dopo un’esposizione naturale erano piuttosto inconsistenti. Avevamo solo una manciata di anticorpi che potevamo usare per dimostrarlo, ma si trattava di anticorpi scoperti circa 20 anni fa. Eppure Pilar Quintana, una scienziata molto intelligente che lavora con me, ha proposto di usare una nuova tecnologia chiamata LIBRA-seq.
00:14:56:00 - 00:15:11:16
Lars Hviid
Per aumentare drasticamente il numero di anticorpi che è possibile studiare. Pilar si è recata nel laboratorio statunitense che aveva sviluppato questa tecnologia e l’ha applicata, usando però varianti diverse della nostra molecola VAR2CSA.
00:15:11:19 - 00:15:13:12
Abigail Acton
Capisco. E cosa avete scoperto?
00:15:13:14 - 00:15:40:16
Lars Hviid
Durante la sua permanenza è riuscita a identificare circa un migliaio di nuovi anticorpi. Insomma, un bel salto di qualità rispetto alla manciata che avevamo inizialmente. E soprattutto, questi anticorpi erano per lo più cross-reattivi. Quindi la conclusione provvisoria che abbiamo tratto molti anni fa, basata su una manciata di anticorpi, rimane valida anche ora che l’abbiamo testata con molti, molti altri.
00:15:40:19 - 00:15:59:04
Abigail Acton
È meraviglioso. Davvero straordinario. Lars, so che il lavoro che sta svolgendo è davvero fondamentale e, come ha detto, sta migliorando nostra capacità di analizzare molti altri anticorpi. Che cosa spera di poter realizzare nella prossima fase di ricerca se otterrà i finanziamenti?
00:15:59:06 - 00:16:23:08
Lars Hviid
Sì. Dobbiamo scoprire esattamente perché gli anticorpi acquisiti naturalmente sono cross-reattivi, mentre gli anticorpi indotti dal vaccino non lo sono. In realtà pensiamo di sapere il perché, ma naturalmente dobbiamo esserne certi. Quindi, se si considera la molecola VAR2CSA come un pezzo di corda o di spago, si può dire che quando si realizza un vaccino si prende un breve pezzo di quella corda e si immunizza con quello.
00:16:23:13 - 00:16:45:01
Lars Hviid
Perciò gli anticorpi generati possono riconoscere qualcosa solo su quel pezzetto. In realtà, però, questa molecola non è un pezzo di corda dritto, ma è ripiegato come un nodo. Quindi pensiamo che le cose importanti riconosciute dagli anticorpi siano composte da piccoli pezzi sulla corda, e che quando è dritta, sono molto distanti l’uno dall’altro.
00:16:45:05 - 00:17:05:07
Lars Hviid
Ma quando si annoda, si avvicinano. Quindi, quando si utilizza un vaccino, si rompono questi elementi che vengono riconosciuti dagli anticorpi importanti e quindi il vaccino non è cross-reattivo. Ora stiamo svolgendo esperimenti su questo aspetto. Se risulterà corretto, dovremo capire come far sì che la molecola non abbia un aspetto simile.
00:17:05:07 - 00:17:11:17
Lars Hviid
Ma speriamo che questo lavoro possa in qualche modo far scomparire il problema della malaria e della malaria placentare.
00:17:11:19 - 00:17:28:14
Abigail Acton
Sarebbe chiaramente un risultato molto importante. E il lavoro che state facendo è decisamente innovativo. Quindi spero davvero che possiate svilupparlo ulteriormente, perché penso che stia aprendo una strada verso un vaccino per questa orribile patologia. Grazie mille.
00:17:28:19 - 00:17:32:12
Abigail Acton
Avete domande per Lars? Hanan? Sì. Mi sembra ci sia una domanda.
00:17:32:14 - 00:17:35:10
Hanan Lepek
Una domanda molto ingenua, se posso.
00:17:35:10 - 00:17:38:18
Abigail Acton
Mi piacciono le domande ingenue. Significa che non devo farle io.
00:17:38:19 - 00:17:41:10
Lars Hviid
Io ho paura delle domande ingenue.
00:17:41:12 - 00:18:05:02
Hanan Lepek
È sorprendente che lei abbia detto che nelle gravidanze successive le donne hanno minori probabilità di contrarre la malaria. Corretto? Non esiste una possibilità di ingannare il parassita e fargli credere che, prendendo una pillola o qualcosa del genere, la donna sia incinta anche se non lo è, e quindi diminuire la possibilità che contragga la malaria?
00:18:05:04 - 00:18:27:13
Lars Hviid
Buona domanda. In realtà non è necessario cercare di ingannare i parassiti, perché cercano sempre di capire se la donna ospite è incinta. Quindi cercano continuamente di esprimere questa molecola VAR2CSA. Ma se si trovano in un individuo non gravido, che potrebbe essere una donna non gravida, un bambino o un uomo...
00:18:27:14 - 00:18:37:03
Lars Hviid
... i parassiti moriranno e quindi non si avrà una risposta immunitaria. Quindi persone come me e te non produrranno mai anticorpi per questo, anche se si ammalano di malaria.
00:18:37:05 - 00:18:57:00
Abigail Acton
Grazie. Ottimo. Grazie mille, Lars. E spero davvero che il vostro lavoro possa continuare. È molto, molto significativo. Hanan, passiamo a lei. Abbiamo analizzato la biologia. Abbiamo parlato di come identificare e magari trovare una soluzione. Ma se torniamo alle basi, vediamo che è necessario controllare il numero di zanzare.
00:18:57:02 - 00:19:19:07
Abigail Acton
Il progetto RoboSIT ha usato l’intelligenza artificiale e altri strumenti per allevare con successo (cosa non facile) e disperdere (anch’esso non facile) zanzare maschio sterili, come metodo per controllare le popolazioni di vettori. Può dirci qualcosa di più sui metodi attuali? Prima della sua innovazione, quali sono i metodi usati per controllare il numero di zanzare?
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Hanan Lepek
Certo. Specialmente in Africa c’è stata un’enorme campagna per la fornitura di zanzariere da letto, che sono molto efficaci, come pesticidi. Quindi era un ottimo metodo per gli adulti. Il fatto è che la nebbia di pesticidi alla fine evapora.
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Hanan Lepek
Rimangono poi tutte le uova, le larve e la pupe, che si stanno ancora sviluppando. A parte il fatto che è molto leggera, è anche spesso poco salutare. Inoltre, si sta sviluppando una resistenza ai pesticidi e la creazione di nuovi materiali è un processo normativo molto lungo e tedioso.
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Hanan Lepek
E da qui nasce il successo del programma sui moscerini della frutta sterili. Ad esempio in Guatemala, dove risiede una delle più grandi strutture SIT (tecnica degli insetti sterili) del mondo, si producono circa un miliardo di moscerini della frutta sterili, ogni settimana circa. Credo che questo sia il punto di riferimento per il controllo delle zanzare, in particolare per le Anopheles, per la malaria.
00:20:27:13 - 00:20:51:20
Lars Hviid
E separare le femmine dai maschi è una sfida enorme. In genere è molto, molto più facile nella fase adulta. Vogliamo separare i maschi dalle femmine. E possiamo farlo spesso nella fase adulta quando le zanzare sono molto fragili. E vogliamo, in particolare, allevarne milioni e rilasciarle nelle strade, nella natura, ovunque.
00:20:51:22 - 00:20:57:24
Abigail Acton
Capisco. Ok. Questo è l’obiettivo. Questa è l’idea. E cosa sta facendo RoboSIT?
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Hanan Lepek
Abbiamo preso questo concetto e abbiamo identificato il motivo per cui non è stato utilizzato finora su scala globale. Servono molte persone per questa tecnica. Per allevare le zanzare servono molte persone. È importante rilasciare solo i maschi, perché sono le femmine che mordono. I maschi vengono rilasciati, puntano alle femmine, si accoppiano.
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Hanan Lepek
Ma non nasce alcuna zanzara. E poiché la zanzara femmina si accoppia in genere una sola volta nella vita, se rilasciamo le zanzare una volta alla settimana la popolazione diminuisce entro un numero x di settimane o mesi, a seconda del livello di infestazione. Per questo motivo è necessario avere a disposizione molte persone ed eseguire il rilascio in modo ripetitivo. Perciò abbiamo sfruttato l’intelligenza artificiale e l’automazione.
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Hanan Lepek
Quando si osserva una zanzara adulta, è molto facile capire se si tratta di un maschio o di una femmina. Capirlo è semplice. Vi mostrerò un’immagine. Diventerete esperti in poco tempo. E ho capito che, quando emergono hanno bisogno di stare ferme per asciugarsi. Non c’è esoscheletro che esce dall’acqua.
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Hanan Lepek
E sono ferme. Sono immobili. In quel momento è facile identificare se si tratta di un maschio o di una femmina. Così ho pensato che dovevamo trovare un modo per immobilizzare le zanzare, per identificarle, per usare la visione e capire se si tratta di un maschio o di una femmina.
00:22:32:19 - 00:22:39:02
Abigail Acton
Che cosa avete fatto dopo? Una volta identificati, qual è il vostro processo? Come si fa a separare i maschi dalle femmine?
00:22:39:04 - 00:23:11:23
Hanan Lepek
In breve, abbiamo costruito una fabbrica automatizzata composta da tre componenti. Una è la fase di emergenza, ovvero la fase di crescita finale delle zanzare, che si trovano nell’acqua. Poi vengono guidate attraverso condotti d’aria verso la stazione di smistamento delle immagini, poi atterrano su un nastro trasportatore poroso e l’aria agisce come una forza di attrazione.
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Hanan Lepek
Quindi le zanzare si trovano sul nastro trasportatore. Ma non possono volare via. Possono camminare un po’, ma non volare via. Immaginate una fabbrica che confeziona biscotti, con un nastro trasportatore che contiene milioni di biscotti in continuazione. Arrivano a una stazione di imaging, il computer identifica i biscotti sul nastro trasportatore, e uno strumento estrae i biscotti e li mette nelle scatole.
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Lars Hviid
E poi li spedisce ai supermercati. Più o meno il processo è lo stesso. Così ora siamo in grado di raccogliere, con unità da emergenza, milioni di zanzare senza toccarle, identificandole in tempo reale con una capacità di oltre 300 zanzare al secondo. Lo ripeto: più di 300 zanzare al secondo.
00:23:59:19 - 00:24:01:12
Abigail Acton
E può distinguere i maschi dalle femmine.
00:24:01:18 - 00:24:11:11
Hanan Lepek
Sì, non ha paragoni con nessuna capacità che un essere umano possa avere o con qualsiasi altro processo manuale attualmente esistente.
00:24:11:13 - 00:24:13:24
Abigail Acton
E poi cosa succede ai maschi?
00:24:14:01 - 00:24:27:22
Hanan Lepek
Preleviamo le femmine e poi il trasportatore porta i maschi nei contenitori di rilascio. Poi li prendiamo e li irradiamo.
00:24:27:24 - 00:24:31:03
Abigail Acton
E questo li rende sterili. È quindi il processo di irradiazione a renderli sterili?
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Hanan Lepek
Corretto? Capisco. Così poi li forniamo, poniamo, al distributore, all’azienda di disinfestazione o altro, e loro vanno sul campo e possono rilasciarli. In tal modo possiamo coprire aree molto vaste da un unico impianto, da un unico stabilimento. E introducendo questo processo, l’intero processo viene industrializzato. Alla fine della settimana, cambiamo la modalità del software e poi carichiamo anche le femmine e le riportiamo nella prima stanza.
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Hanan Lepek
Quindi ora abbiamo sia maschi che femmine per la prossima settimana. Quindi è un processo ciclico.
00:25:05:09 - 00:25:07:09
Abigail Acton
In sostanza, state riciclando le femmine.
00:25:07:11 - 00:25:07:23
Hanan Lepek
Sì.
00:25:07:23 - 00:25:16:09
Abigail Acton
Se non erro ha parlato con alcune persone alla COP riguardo all’uso di maschi sterili in Africa. Puoi dirci qualcosa di più al riguardo?
00:25:16:15 - 00:25:43:24
Hanan Lepek
Sì. Abbiamo presentato il progetto come parte della delegazione tecnologica israeliana, nel corso dell’ultima COP a Baku, in Azerbaigian. È stata davvero un’esperienza straordinaria. Abbiamo incontrato persone da tutto il mondo, con colori, costumi e culture diverse. Tutte interessati al clima. La malaria non è solo in Africa e le zanzare, si sa, trasportano diverse malattie, sono responsabili di diverse malattie: la malaria, la chikungunya, la dengue e altre.
00:25:44:01 - 00:26:14:06
Hanan Lepek
Abbiamo incontrato diversi rappresentanti di Ghana, Uganda, Burkina Faso e Tanzania. Erano entusiasti di queste potenzialità, perché hanno molti problemi con la malaria e alcuni di loro avevano già sentito parlare del SIT, ma hanno problemi di scalabilità. Quindi vedere una possibilità di scelta, sfruttare la potenza dell’IA per qualcosa di buono ed essere in grado di ampliare su scala questa tecnologia e questa soluzione è molto entusiasmante per tutti loro.
00:26:14:06 - 00:26:27:15
Hanan Lepek
E stiamo già discutendo con alcuni di loro, anche con i rappresentanti delle Nazioni Unite, che ci stanno aiutando. Quindi vedo un potenziale davvero grande per l’introduzione di questa tecnologia in Africa.
00:26:27:17 - 00:26:46:08
Abigail Acton
Molto bene. Ottimo. Grazie mille, Hanan, per la spiegazione. È davvero molto, molto interessante. È meraviglioso. Grazie mille per il tempo dedicato a spiegare il suo lavoro, è molto interessante. E sono molto contenta di aver affrontato l’argomento da diverse angolazioni. Credo che ci abbia dato una buona panoramica. Grazie per il vostro tempo e per aver partecipato a CORDIScovery.
00:26:46:10 - 00:26:47:14
Hanan Lepek
Grazie mille.
00:26:47:16 - 00:26:49:03
Lars Hviid
Grazie per l’invito.
00:26:49:05 - 00:26:56:11
Abigail Acton
Grazie. Grazie a voi. Auguri per il vostro utile lavoro. Non posso dire altro. Ok. Arrivederci.
00:26:57:14 - 00:27:19:08
Abigail Acton
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Abigail Acton
Ascoltate l’episodio sulle Interazioni nascoste per scoprire perché. Nelle ultime 42 puntate troverete sicuramente un tema che stuzzicherà la vostra curiosità. Vi interessa scoprire come altri progetti finanziati dall’UE stanno lavorando per ridurre il numero di morti per malaria? Sul sito web di CORDIS potete consultare i risultati dei progetti finanziati nell’ambito di Orizzonte 2020 e Orizzonte Europa dedicati a questo tema.
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Abigail Acton
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Abigail Acton
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Lotta alla malaria su più fronti
Perché è così difficile trovare un vaccino efficace contro la malaria placentare? Avete mai pensato a quanto sia difficile irradiare 300 zanzare al secondo e a come avvengono le dinamiche di replicazione nel nostro corpo? Il terzo obiettivo di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite è quello di porre fine entro il 2030 alle epidemie di AIDS, tubercolosi e malaria. L’UE sta contribuendo a raggiungere questo ambizioso obiettivo finanziando la ricerca su tale malattia. Gli ospiti della puntata di oggi sono impegnati nella lotta alla malaria e stanno cercando di comprendere perché i vaccini per la malaria placentare sono ancora inefficaci, come il parassita si evolve durante l’infezione e come ridurre il numero di zanzare infette. Catherine Merrick(si apre in una nuova finestra) è professoressa di parassitologia presso il Dipartimento di patologia(si apre in una nuova finestra) dell’Università di Cambridge. I suoi studi si concentrano sul parassita della malaria umana, con l’obiettivo di chiarirne la biologia fondamentale e approfondire l’impatto di quest’ultima sulla virulenza: questi temi sono stati al centro del suo progetto PlasmoCycle. Lars Hviid(si apre in una nuova finestra) è professore presso il Dipartimento di immunologia e microbiologia dell’Università di Copenaghen(si apre in una nuova finestra). Il suo progetto PAMSEQ ha chiarito ulteriormente come si acquisisce una protezione graduale dalla malaria, contribuendo allo sviluppo di vaccini contro questo parassita mortale. Hanan Lepek(si apre in una nuova finestra), fondatore e amministratore delegato di Senecio Robotics(si apre in una nuova finestra), lavora all’intersezione tra biologia, ingegneria meccanica e software per creare e distribuire zanzare sterili su larga scala al fine di ridurre le popolazioni locali e ha coordinato il progetto RoboSIT.
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