Dai richiami Covid ai vaccini antinfluenzali annuali, la maggior parte di noi si chiede: perché così tanti, così spesso?

C’è un motivo per aggiornare i vaccini. I virus mutano rapidamente, il che può aiutarli a sfuggire al sistema immunitario del corpo, mettendo a rischio di infezione le persone precedentemente vaccinate. Utilizzando la modellazione dell’intelligenza artificiale, gli scienziati sono sempre più in grado di farlo prevedere come si evolveranno i virus. Ma mutano velocemente e stiamo ancora cercando di recuperare il ritardo.

Una strategia alternativa è quella di interrompere il ciclo con un vaccino universale in grado di addestrare l’organismo a riconoscere un virus nonostante la mutazione. Un vaccino di questo tipo potrebbe sradicare nuovi ceppi influenzali, anche se il virus si fosse trasformato in forme quasi irriconoscibili. La strategia potrebbe finalmente portare anche a vaccino per persone come l’HIV, che ha finora notoriamente evaso decenni di sforzi.

Questo mese, un team della UC California Riverside, guidato dal Dr. Shou-Wei Ding, progettato un vaccino che ha scatenato una componente sorprendente del sistema immunitario del corpo contro i virus invasori.

Nei topi neonati senza cellule immunitarie funzionali a scongiurare le infezioni, il vaccino ha difeso dalle dosi letali di un virus mortale. La protezione è durata almeno 90 giorni dopo lo sparo iniziale.

La strategia si basa su una teoria controversa. La maggior parte delle piante e dei funghi hanno una difesa innata contro i virus che fa a pezzi il loro materiale genetico. Chiamato interferenza dell'RNA (RNAi), gli scienziati hanno a lungo dibattuto se lo stesso meccanismo esista nei mammiferi, compresi gli esseri umani.

"È un sistema incredibile perché può essere adattato a qualsiasi virus", ha affermato il dottor Olivier Voinnet del Politecnico federale svizzero, che ha sostenuto la teoria insieme a Ding. detto Natura in ritardo 2013.

Un universo a RNA nascosto

Le molecole di RNA sono solitamente associate alla traduzione dei geni in proteine.

Ma non sono solo messaggeri biologici. Una vasta gamma di piccole molecole di RNA vagano per le nostre cellule. Alcuni componenti proteici trasportano attraverso la cellula durante la traduzione del DNA. Altri modificano il modo in cui il DNA viene espresso e potrebbero addirittura fungere da metodo di ereditarietà.

Ma fondamentali per l’immunità sono le piccole molecole di RNA interferenti, o siRNA. Nelle piante e negli invertebrati, queste molecole sono feroci difensori contro gli attacchi virali. Per replicarsi, i virus devono dirottare il meccanismo della cellula ospite per copiare il loro materiale genetico, spesso si tratta di RNA. Le cellule invase riconoscono il materiale genetico estraneo e lanciano automaticamente un attacco.

Durante questo attacco, chiamato interferenza dell'RNA, la cellula taglia il genoma dell'RNA del virus invasore in piccoli pezzi: i siRNA. La cellula quindi emette queste molecole di siRNA virale nel corpo per allertare il sistema immunitario. Le molecole inoltre si aggrappano direttamente al genoma del virus invasore, impedendone la replicazione.

Ecco il bello: i vaccini basati sugli anticorpi di solito colpiscono una o due posizioni di un virus, rendendoli vulnerabili alla mutazione nel caso in cui tali posizioni dovessero cambiare la loro composizione. L’interferenza dell’RNA genera migliaia di molecole di siRNA che ricoprono l’intero genoma: anche se una parte del virus muta, il resto è ancora vulnerabile all’attacco.

Questo potente sistema di difesa potrebbe lanciare una nuova generazione di vaccini. C'è solo un problema. Sebbene sia stato osservato nelle piante e nelle mosche, è stato accertato se esista nei mammiferi molto controversa.

"Crediamo che l'RNAi sia stato antivirale per centinaia di milioni di anni", Ding detto Natura nel 2013. “Perché noi mammiferi dovremmo abbandonare una difesa così efficace?”

Killer virali nati naturali

Nello studio del 2013 in Scienze, Ding e colleghi hanno suggerito che anche i mammiferi abbiano un meccanismo antivirale siRNA: viene semplicemente represso da un gene trasportato dalla maggior parte dei virus. Soprannominato B2, il gene agisce come un “freno”, soffocando qualsiasi risposta di interferenza dell’RNA da parte delle cellule ospiti distruggendo la loro capacità di creare frammenti di siRNA.

Liberarsi della B2 dovrebbe rimettere in moto l’interferenza dell’RNA. Per dimostrare la teoria, il team ha ingegnerizzato geneticamente un virus senza un gene B2 funzionante e ha cercato di infettare cellule di criceto e cuccioli di topo immunocompromessi. Chiamato virus Nodamura, viene trasmesso dalle zanzare in natura ed è spesso mortale.

Ma senza la B2 anche una dose letale del virus perdeva il suo potere infettivo. I topolini hanno generato rapidamente una forte dose di molecole di siRNA per eliminare gli invasori. Di conseguenza, l’infezione non ha mai preso piede e le creature, anche se già immunocompromesse, sono sopravvissute.

"Credo davvero che la risposta RNAi sia rilevante almeno per alcuni virus che infettano i mammiferi", disse Ding in quel momento.

Vaccini della nuova era

Molti vaccini contengono una versione morta o viva ma modificata di un virus per addestrare il sistema immunitario. Di fronte a un nuovo virus, il corpo produce cellule T per uccidere il bersaglio, cellule B che producono anticorpi e altre cellule immunitarie di “memoria” per allertare contro attacchi futuri. Ma i loro effetti non sempre durano, soprattutto se il virus muta.

Invece di mobilitare le cellule T e B, l’attivazione della risposta siRNA del corpo offre un altro tipo di difesa immunitaria. Ciò può essere fatto eliminando il gene B2 nei virus vivi. Questi virus possono essere formulati in un nuovo tipo di vaccino, al cui sviluppo il team ha lavorato, basandosi sull’interferenza dell’RNA per tenere lontani gli invasori. Il conseguente flusso di molecole di siRNA innescato dal vaccino fornirebbe, in teoria, anche una certa protezione contro future infezioni.

“Se creiamo un virus mutante che non può produrre la proteina per sopprimere il nostro RNAi [interferenza dell’RNA], possiamo indebolire il virus. Può replicarsi a un certo livello, ma poi perde la battaglia contro la risposta RNAi dell’ospite”, ha affermato Ding disse in un comunicato stampa sullo studio più recente. “Un virus indebolito in questo modo può essere utilizzato come vaccino per rafforzare il nostro sistema immunitario RNAi”.

In lo studio, il suo team ha provato la strategia contro il virus Nodamura rimuovendone il gene B2.

Il team ha vaccinato topi neonati e adulti, entrambi geneticamente immunocompromessi in quanto non potevano sviluppare le difese delle cellule T o delle cellule B. In soli due giorni, la singola iniezione ha protetto completamente i topi da una dose mortale di virus e l’effetto è durato oltre tre mesi.

I virus sono più dannosi per le popolazioni vulnerabili: neonati, anziani e individui immunocompromessi. A causa del loro sistema immunitario indebolito, i vaccini attuali non sono sempre altrettanto efficaci. L’attivazione del siRNA potrebbe essere una strategia alternativa salvavita.

Sebbene funzioni nei topi, resta da vedere se gli esseri umani rispondono in modo simile. Ma c'è molto da aspettarsi. La proteina “freno” B2 è stata trovata anche in molti altri virus comuni, tra cui la dengue, l’influenza e una famiglia di virus che provoca febbre, eruzioni cutanee e vesciche.

Il team sta già lavorando su un nuovo vaccino antinfluenzale, utilizzando virus vivi senza la proteina B2. In caso di successo, il vaccino potrebbe potenzialmente essere prodotto sotto forma di spray nasale: dimentica l’iniezione con l’ago. E se la loro teoria sui siRNA reggesse, un vaccino di questo tipo potrebbe respingere il virus anche se muta in nuovi ceppi. Il playbook potrebbe anche essere adattato per affrontare nuove varianti di Covid, RSV o qualunque cosa la natura ci riserverà in seguito.

Questa strategia vaccinale è “ampiamente applicabile a qualsiasi numero di virus, ampiamente efficace contro qualsiasi variante di virus e sicura per un ampio spettro di persone”, ha affermato l’autore dello studio, il dottor Rong Hai. disse nel comunicato stampa. “Questo potrebbe essere il vaccino universale che stavamo cercando”.

Immagine di credito: Diana Polechina / Unsplash

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• Fonte: https://singularityhub.com/2024/04/22/a-universal-vaccine-against-any-viral-variant-a-new-study-suggest-its-possible/