Vaccini sempre più personalizzabili, grazie alle nanotecnologie, permetteranno di contrastare infezioni virali, batteriche e parassitarie in meno di una settimana, utilizzando RNA messaggero modificato che simula proteine antigeniche del microorganismo.

Gli ingegneri del MIT, guidati da Chahal e Anderson, hanno sviluppato una tecnica innovativa per la produzione di vaccini programmabili che dai test in vitro ha mostrato risultati molto incoraggianti, aprendo le porte ad una nuova tappa della ricerca immunologica.

I pro

Numerosissimi si prospettano i vantaggi di questa metodica rispetto alle modalità attuali:

  • Programmabile: si potranno creare vaccini su misura, basterà variare la sequenza dell’mRNA;
  • Ha alta velocità di sviluppo: gli attuali vaccini utilizzano virus uccisi o inattivati, che richiedono tempi di preparazione piuttosto lunghi. Per esempio, il virus dell’influenza, per sua natura mutante di anno in anno, viene coltivato su cellule embrionali di pollo e occorre tempo prima di poterlo utilizzare, per cui spesso il vaccino è pronto ad epidemia già cominciata. Con questa tecnica basterà una settimana e si avrà già a disposizione il preparato.
  • Regolabile: la traduzione della proteina sarà modulabile, rendendo controllabile la risposta del sistema immunitario dell’ospite all’antigene.
  • Non ci sarà bisogno di dosi booster od adiuvanti: i vaccini attuali spesso vengono ripetuti in più dosi e la loro formulazione prevede l’utilizzo di sostanze che aumentano la risposta immunitaria: in questo caso, invece, una sola dose, da quanto emerso dai test, sembra essere più che sufficiente per eliminare i sintomi della malattia
  • Attiva il sistema immunitario nel suo complesso: entrambe le branche dell’immunità specifica (umorale e cellulare) sono interessate, in particolare i linfociti T CD8+ (citotossici, che avviano la distruzione diretta del patogeno) e la risposta anticorpale.
  • Può essere modificato a seconda delle esigenze: più RNA potranno essere caricati contemporaneamente, rendendo la risposta più efficace sotto diversi aspetti.

Per ora i preparati sono stati testati solo su Orthomyxovirus (H1N1), responsabile dell’influenza stagionale, Toxoplasma gondii, causa di toxoplasmosi ed Ebolavirus, agente eziologico della febbre emorragica e famoso alle cronache per l’epidemia in Nord Africa del 2013, ma hanno dimostrato il 100% di efficacia sui test su topi da laboratorio

La realizzazione

L’idea di utilizzare l’RNA messaggero per indurre la risposta immunitaria è vecchia di una trentina d’anni ormai, ma soffriva di problematiche non da poco, ad esempio come inoculare l’acido nucleico nel soggetto evitando che si degradasse e che permettesse di produrre proteine in quantità sufficiente.mPer superare l’empasse, si è pensato di utilizzare le nanotecnologie, nello specifico una molecola chiamata dendrimero, un “frattale molecolare”, formato cioè da dimeri ripetuti agganciati gli uni agli altri in maniera iterativa. Il vantaggio principale del dendrimero è la possibilità di indurre cariche positive transienti, che attraggono l’RNA (che è carico negativamente) e lo compattano, in modo da avere alla fine una struttura complessa non più grande di 150 nm, le dimensioni di un virus medio.

Il complesso utilizza infatti alcuni recettori di superficie che vengono impiegati anche dai virus per entrare nella cellula: una volta all’interno, l’RNA si stacca e viene processato come un normale mRNA cellulare: i ribosomi, speciali organuli deputati alla sintesi delle proteine, legano la molecola, utilizzandola per il processo di traduzione e genesi di una proteina che verrà poi riconosciuta come “non self”, estranea all’organismo dell’ospite, attivando la risposta immunitaria.

Altre applicazioni

Un ulteriore approccio di questa metodica rientra nell’ambito dell’immunoterapia dei tumori, che consiste nel riattivare il sistema immunitario contro le cellule cancerose divenute resistenti alle difese dell’ospite: per perseguire questo scopo i ricercatori stanno sviluppando un vaccino che simuli alcune proteine espresse durante lo sviluppo embrionale e poi inibite nella vita adulta, ma che sembrano riattivarsi nel tumore al polmone non a piccole cellule (NSCLC), la forma più frequente di tumore al polmone (85-90%), nonché una con l’aspettativa di vita più bassa. Per ulteriori approfondimenti sull’impiego dell’immunoterapia nella lotta al cancro, clicca qui.

Ci si aspetta molto da questa tecnica, anche perché allo stato attuale è l’unica a fornire una protezione completa nei confronti di malattie infettive gravi come quelle citate: i risultati sono stati tanto incoraggianti, infatti, che sono in corso studi per trovare vaccini efficaci contro la malattia di Lyme e il virus Zika.

Fonti | Articolo 1, Articolo 2