L’approccio alternativo allo sviluppo di vaccini contro la malattia di Lyme mostra risultati promettenti nei modelli preclinici

Un team di ricerca internazionale scopre che le proteine batteriche di Lyme geneticamente modificate potrebbero offrire una protezione di lunga durata contro l’infezione, richiedendo meno vaccinazioni.

 

 

Soddisfare il bisogno insoddisfatto di un vaccino è la priorità assoluta per i ricercatori che studiano la malattia di Lyme, che infetta circa 476.000 persone negli Stati Uniti ogni anno e può portare a gravi complicazioni come affaticamento continuo e problemi articolari.

Gli sviluppatori di vaccini sono andati vicini al successo, ma nessun vaccino umano è ancora stato commercialmente valido.

Dopo decenni di tentativi ed errori, sta emergendo un nuovo promettente bersaglio: la proteina batterica di Lyme CspZ, che i batteri usano per eludere il rilevamento dal sistema immunitario del corpo.

CspZ è emerso per la prima volta come candidato mentre gli scienziati erano alla ricerca di proteine che potessero essere conservate evolutivamente in diversi ceppi di batteri di Lyme e quindi generare un’ampia risposta protettiva.

“Sappiamo da anni che CspZ sarebbe un bersaglio ideale per il vaccino perché viene prodotto in abbondanza durante l’infezione, ma la sfida era che nella sua forma naturale, la proteina non innesca una forte risposta immunitaria”, ha detto Yi-Pin Lin, professore associato di malattie infettive e salute globale presso la Cummings School of Veterinary Medicine della Tufts University.

“Per ovviare a questo problema, avevamo bisogno di ingegnerizzare la struttura della proteina per rivelare regioni nascoste che il sistema immunitario potesse riconoscere e rispondere in modo efficace”.

Ci sono voluti diversi tentativi, ma Lin e i suoi collaboratori hanno identificato le modifiche specifiche al codice genetico di CspZ per creare una proteina ingegnerizzata che ha prodotto una robusta risposta immunitaria negli studi preclinici sui topi.

Con questo successo e vedendo che i topi e le cellule immunitarie umane reagiscono in modo simile alla proteina CspZ modificata, dando la speranza che questa possa essere trasmessa ai pazienti, i ricercatori hanno ora voluto utilizzare l’imaging tridimensionale per capire meglio come funziona il loro nuovo bersaglio vaccinale.

Il loro ultimo studio, pubblicato il 7 aprile sulla rivista Nature Communications, mostra che il CspZ modificato innesca una risposta immunitaria mirata al “tallone d’Achille” esposto della proteina CspZ. Normalmente, il CspZ nativo rimane nascosto al sistema immunitario legandosi a molecole responsabili del rilevamento di batteri o parassiti pericolosi, rendendolo inaccessibile alle difese immunitarie.

Tuttavia, il CspZ modificato addestra il sistema immunitario a produrre anticorpi che riconoscono la regione esposta di CspZ nella sua forma alterata, rendendo molto più facile per i globuli bianchi dell’ospite trovare ed eliminare i batteri che causano la malattia di Lyme.

“Quello che abbiamo scoperto anche attraverso la progettazione di vaccini basati sulla struttura è che potremmo modificare ulteriormente CspZ per rendere la molecola più stabile a temperatura corporea”, ha detto Lin, che è un co-autore corrispondente dello studio.

“Ciò consente alla proteina CspZ ingegnerizzata di persistere più a lungo nel corpo per promuovere la produzione continua di anticorpi protettivi, il che riduce significativamente il numero di richiami del vaccino necessari”.

Il lavoro è stato condotto da un team internazionale di esperti, tra cui Lin della Tufts University; Maria Elena Bottazzi e Wen-Hsiang Chen del Texas Children’s Hospital Center for Vaccine Development, Baylor College of Medicine; Ching-Lin Hsieh, già all’Università del Texas; e Kalvis Brangulis presso il Centro di ricerca e studi biomedici lettoni e l’Università Stradins di Riga.

I ricercatori hanno in programma di esplorare diverse applicazioni per la loro strategia vaccinale brevettata contro la malattia di Lyme.

Ciò può includere la collaborazione con partner commerciali per sviluppare piattaforme per la sperimentazione e la somministrazione sicura di vaccini ingegnerizzati a base di proteina CspZ, conducendo studi clinici sull’uomo o immunizzando le popolazioni naturali di topi selvatici dai piedi bianchi che trasportano i batteri che le zecche trasferiscono per infettare gli esseri umani.

“Lo sviluppo di un vaccino è un processo molto lungo e quando facciamo esperimenti, il 90% delle volte non funzionano”, ha detto Lin.

“Ma avere un vaccino è meglio che non avere alcun vaccino, quindi avere collaboratori che vedono i problemi in modo diverso ci ha aiutato a superare le sfide in ogni fase”.