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Le infezioni da copatogeni sotto i riflettori

Osservando specificamente HIV, tubercolosi, malaria ed epatite C, il progetto PathCO ha colmato un grande vuoto nella conoscenza scientifica delle interazioni fra copatogeni.
Le infezioni da copatogeni sotto i riflettori
Nella maggior parte dei casi, i ricercatori che cercano di svelare i misteri di un agente patogeno trascurerebbero ogni altro interrogativo per concentrarsi sul problema in questione. Se da una parte questo comportamento può sembrare logico, un simile approccio significa anche che le situazioni in cui due o più agenti patogeni interagiscono tra loro nello stesso paziente sono ancora poco conosciute.

«Quando le persone svolgono una ricerca nelle prime fasi della propria carriera, tendono a concentrarsi sulla comprensione di una domanda specifica relativa a un singolo agente patogeno. Questo approccio continua anche quando i ricercatori si specializzano in un settore specifico e raramente considerano la complessità delle interazioni fra copatogeni, specialmente quando si superano i confini virali, batterici e parassitari», afferma il prof. William A. Paxton, coordinatore del progetto PathCO (Pathogen COinfection: HIV, Tuberculosis, Malaria and Hepatitis C virus) per conto dell’Università di Liverpool.

Una spiegazione per questa mancanza di interesse sta nell’evidente complessità delle interazioni tra agenti patogeni. Decifrare un'infezione e la cinetica di replicazione di un patogeno sono già eventi abbastanza complessi, soprattutto se si considera la vasta gamma di possibili interazioni con l’ospite. Ma l’aggiunta di altri patogeni al mix comporta tutto un altro livello di complessità. Nei casi di vaccini quali l’HIV-1, le interazioni diventano ancora più complesse se si considera la perturbazione del sistema immunitario e le conseguenze per la replicazione di altri agenti infettivi.

Per affrontare questo problema, il prof. Paxton ha riunito esperti in vari settori per progettare esperimenti appositamente finalizzati a comprendere le conseguenze di un agente infettivo sull’alterazione dell’infezione e della replicazione di un altro.

«Siamo passati dallo studio specifico delle interazioni molecolari e cellulari tra i patogeni selezionati allo sviluppo di nuovi sistemi animali di piccole dimensioni in grado di combinare l’infezione con più agenti, fino allo studio e al confronto delle risposte umane all’interno di soggetti mono-infetti e co-infettati», spiega il prof. Paxton. «La combinazione di tutti questi studi ha consentito l'elaborazione di un programma completo per affrontare gli effetti delle interazioni fra copatogeni a diversi livelli. Ogni scienziato disponeva di un sistema, una strategia o un approccio di coltura specializzato che, portato al consorzio, poteva essere sfruttato per monitorare le interazioni del copatogeno.»

L’elenco dei risultati ottenuti da PathCO è enorme. Tra le altre cose, il gruppo ha in particolare identificato specifiche molecole di TB in grado di bloccare l’interazione dell’HIV-1 con il sistema immunitario, sviluppato analisi in grado di monitorare l’infezione da TB e HIV-1 nello stesso sistema di coltura, scoperto che la concentrazione di ossigeno può modulare sia la replicazione dell’HCV sia quella dell’HIV-1, fornito prova del fatto che il tessuto mucosale può essere infettato da HCV, sviluppato sistemi di modelli murini umanizzati in cui l’HIV-1 e l’epatite B possono replicarsi e dimostrato diversi meccanismi di ingresso di agenti patogeni per la malaria e l’HCV.

«Siamo riusciti a identificare una vasta gamma di nuove interazioni fra patogeni. In questo modo abbiamo fornito nuove conoscenze sulle interazioni fra copatogeni ma, cosa ancora più importante, abbiamo identificato nuovi bersagli molecolari sfruttabili nell’elaborazione di farmaci o agenti per inibire l’infezione e la replicazione di un patogeno. Sono stati sviluppati numerosi sistemi particolari di colture tissutali e modelli animali, che saranno di grande aiuto nell’analisi futura delle interazioni fra copatogeni e nella sperimentazione di nuovi farmaci o vaccini volti a inibire tali processi», afferma il prof. Paxton.

Da quando il progetto è stato completato nell’ottobre 2017, i risultati sono stati utilizzati per richiedere nuovi finanziamenti, espandendo e sviluppando nuove collaborazioni. «L’area degli studi sull’interazione fra copatogeni sta guadagnando terreno, con molte nuove iniziative proposte da organizzazioni responsabili dei finanziamenti e intere conferenze o sessioni di conferenze dedicate a questa entusiasmante area di ricerca», dice il prof. Paxton. In un tale contesto, non vi è alcun dubbio che i risultati di PathCO continueranno ad aiutare i ricercatori negli anni a venire.

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Keywords

PathCO, interazioni fra copatogeni, epatite C, AIDS, HIV, tubercolosi, malaria