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Colpire le infezioni virali nel loro punto debole

L’infezione virale ha inizio sulla superficie cellulare con interazioni tra le proteine virali e le proteine ospiti leganti. Prendendo di mira queste proteine i ricercatori stanno lavorando per trovare dei modi per bloccare l’ingresso dei virus nelle cellule o impedirne la riproduzione al loro interno.
Colpire le infezioni virali nel loro punto debole
Il rapporto dinamico tra le cellule ospiti e i virus che le infettano è dominato da carboidrati chiamati glicani e proteine leganti i glicani (GBP). Queste interazioni complesse controllano l’ingresso del virus nella cellula, la replicazione virale all’interno della cellula e il riconoscimento del virus da parte del sistema immunitario dell’ospite, seguito dalla possibile neutralizzazione ed eliminazione dell’infezione.

L’analisi dei glicani è molto impegnativa dal punto di vista tecnico e finora è stata affrontata da uno studio soltanto. I collaboratori di quello studio ora hanno unito le forze nel progetto HTP-GLYCOMET, finanziato dall’UE. Assieme all’istituto coordinatore, UNIRI, e ad altri tre collaboratori con esperienza complementare nei glicani e nelle loro molecole leganti, i ricercatori hanno fatto grandi passi avanti nella comprensione di importanti processi coinvolti nell’immunità e nelle infezioni virali.

Un enorme spettro di applicazione per i glicani

Le diverse aree di competenza all'interno del consorzio hanno incluso un’ampia serie di temi. Tra questi c'era la produzione di strumenti monolitici cromatografici specializzati per il frazionamento ad alta produttività (HTP) di fluidi biologici complessi, la purificazione di proteine provenienti da fluidi corporei e proteine di membrana, l’analisi glicomica HTP mediante cromatografia, oltre all’elettroforesi capillare su gel multiplex, il tutto completato da esperienze nel campo dell’immunologia virale.

La ricerca ha prodotto più di 25 articoli sottoposti a revisione paritaria su argomenti che spaziano dall’influenza A ai pattern di glicosilazione in pazienti sottoposti ad ablazione del tumore guidata da immagini.

La chiave è l’alta produttività

I ricercatori di HTP-GLYCOMET hanno sviluppato un metodo ad alta produttività per la ricerca sulla glicosilazione delle proteine. «L’abbiamo quindi applicata alle analisi di queste modifiche post-traduzionali (PTM) di proteine di membrana sieriche e plasmatiche», sottolinea il Prof. Djuro Josic, coordinatore di HTP-GLYCOMET.

Lavorando sul citomegalovirus dell’influenza e su quello murino (topi), il team è riuscito a produrre una gamma di anticorpi monoclonali e ha definito protocolli HTP per la depurazione degli anticorpi. Il successivo isolamento di proteine a bassa abbondanza sieriche e di membrana e l’ottimizzazione della cromatografia liquida HTP e della spettrometria di massa hanno consentito l’identificazione e la caratterizzazione di glicoproteine e delle loro strutture glicaniche corrispondenti.

La ricerca del progetto non è stata priva di difficoltà e ha richiesto esperienza intuitiva da parte dei collaboratori scientifici. L’isolamento di proteine di membrana e la caratterizzazione delle loro componenti glicaniche talvolta si è rivelata difficile. La soluzione è stata l’ottimizzazione sia della solubilizzazione che della deglicosilazione enzimatica di proteine altamente glicosilate e idrofobiche.

La mancanza di attività degli anticorpi monoclonali dopo la loro immobilizzazione ha rappresentato un ulteriore ostacolo. Lo sviluppo di nuovi anticorpi monoclonali assieme all’ottimizzazione della chimica di immobilizzazione è stata la complessa risposta a questo problema.

Un futuro promettente per la ricerca sulle glicoproteine

Parlando del futuro della ricerca, il Prof. Josic commenta, «Continueremo ad effettuare l’isolamento ad alta produttività delle glicoproteine di membrana sieriche e plasmatiche e l’analisi delle variazioni della rispettiva glicosilazione durante le alterazioni patologiche». Per quanto riguarda l’ingresso sul mercato delle analisi di glicoproteine, «la nuova tecnologia di immobilizzazione delle proteine sulla superficie di supporti monolitici e piastre ELISA di nuova concezione con 96 dischi monolitici verrà utilizzata commercialmente per l’analisi ad alta produttività di glicoproteine sieriche». I dischi con proteina L immobilizzata sono impostati per l’isolamento HTP di varie immunoglobuline, soprattutto IgG, IgM e IgA.

Il progetto HTP-GLYCOMET ha fatto progressi in un’area scarsamente studiata in precedenza a causa delle difficoltà tecniche poste dalle analisi di glicoproteine. La ricerca ha stabilito una solida base di conoscenze per la mappatura dei glicani durante le infezioni e lo sviluppo continuo di un database specifico di assegnazione dei glicani.

I risultati sono applicabili in settori biomedici per sviluppare nuovi farmaci o vaccini, determinare risposte a interventi chirurgici o terapeutici, oltre allo sviluppo di nuove terapie personalizzate.

Argomenti

Life Sciences

Keywords

HTP-GLYCOMET, glicano, alta produttività (high-throughput, HTP), glicoproteina, virus