Adenovirus geneticamente modificati per contrastare i morsi di serpente
L’avvelenamento da morso di serpente uccide fino a 138 000 persone ogni anno, soprattutto nelle aree rurali di Asia, America Latina e Africa sub-sahariana. Gli attuali antidoti si basano sui sieri di animali quali cavalli o pecore in cui è stato infuso il veleno. Tuttavia, richiedono dosi multiple, comportano un elevato rischio di effetti collaterali e sono spesso inefficaci contro l’ampia varietà di tossine presenti nelle aree infestate dai serpenti.
Individuare le tossine velenose clinicamente rilevanti
Per superare questi limiti, il progetto ADDovenom(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, si è proposto di aggiornare la terapia antidotale contro i morsi di serpente mediante la biologia sintetica. Invece di immunizzare gli animali con il veleno utilizzando metodi obsoleti, i ricercatori hanno utilizzato analisi trascrittomiche e proteomiche per individuare le tossine più rilevanti dal punto di vista clinico. Come spiega la coordinatrice del progetto Christiane Berger-Schaffitzel: «I veleni possono contenere oltre 100 proteine di dimensioni ed effetti diversi, rendendo impraticabile un approccio unico. ADDovenom ha quindi deciso di colpire le tossine più rilevanti dal punto di vista clinico in diverse regioni con una maggiore specificità.» La trascrittomica ha consentito ai ricercatori di individuare le tossine del veleno espresse in maggiore abbondanza. Il veleno delle vipere è ricco di metalloproteinasi e fosfolipasi presenti nel veleno di serpente. L’elenco dei bersagli è stato ulteriormente perfezionato con l’aiuto dei dati di proteomica del veleno di nove serpenti dell’Africa sub-sahariana, rilevanti dal punto di vista medico(si apre in una nuova finestra).
Antidoti sintetici con siti di legame multipli
ADDovenom ha lavorato su un nuovo approccio basato su un substrato piuttosto che sugli anticorpi monoclonali. Il consorzio ha utilizzato le principali tossine responsabili dei sintomi clinici per produrre proteine sintetiche neutralizzanti, chiamate ADDobodies(si apre in una nuova finestra), selezionate con un metodo chiamato Ribosome display(si apre in una nuova finestra). Gli ADDobodies sono stati poi visualizzati su particelle simili ad adenovirus, chiamate ADDomer, con siti di legame multipli. Precedentemente utilizzata per lo sviluppo di vaccini, questa tecnologia innovativa è stata convertita in un legante personalizzabile contro le tossine del veleno, con ogni ADDomer che può ospitare fino a 60 siti di legame o ADDobodies. Queste nanoparticelle dimostrano un potenziale di neutralizzazione della tossina superiore a quello di una molecola di anticorpo, che contiene solo due siti di legame. Inoltre, aumentano drasticamente la forza di legame con le tossine, impedendo il rilascio di tossine dalla particella. Ciò agevola la disintossicazione dell’organismo. «È importante notare che gli ADDomeri sono termostabili e possono quindi essere conservati a temperatura ambiente, il che è fondamentale per l’uso in ambienti remoti o con risorse limitate», sottolinea Berger-Schaffitzel.
Vantaggi delle nanoparticelle di ADDovenom
A differenza degli antidoti tradizionali, i farmaci di ADDovenom sono completamente sintetici, a base di proteine e compatibili con sistemi di produzione scalabili. Ciò li rende più sicuri e conformi, nonché potenzialmente più convenienti. Inoltre, non richiedono l’impiego di animali e sono progettati per agire su numerose specie di serpenti e tipi di veleno, il che ne potenzia gli effetti nelle regioni in cui i rischi provengono da molti serpenti diversi. Il progetto è anche riuscito a realizzare metodi per produrre e purificare tossine velenose in laboratorio(si apre in una nuova finestra) ricombinanti. In questo modo si evita la necessità di prelevare il veleno da serpenti vivi e si supera un importante ostacolo nella ricerca sui veleni.
Terapie future
Sebbene il progetto non abbia ancora raggiunto la fase di applicazione clinica, le basi per la commercializzazione sono ben avviate. I protocolli per la produzione su larga scala sono stati convalidati e il consorzio ha collaborato con specialisti dell’innovazione ed esperti sanitari a livello globale. Il sostegno finanziario costante è fondamentale sia per lo sviluppo preclinico che per la disamina di nuove applicazioni. «ADDovenom ha dimostrato che, utilizzando la biologia sintetica, è possibile progettare antidoti scalabili e più adatti all’impiego nelle regioni rurali e tropicali per affrontare la crisi globale degli antidoti», conclude Berger-Schaffitzel.
