Il nuovo approccio al design del vaccino potrebbe anche rivelarsi utile nello sviluppo di un potenziale vaccino contro il virus SARS-CoV-2, che causa COVID-19.

15 aprile 2020

LA JOLLA, CA: un nuovo progetto per un vaccino contro il virus dell’epatite C (HCV) si è mostrato promettente nei primi test, secondo uno studio condotto da scienziati di Scripps Research.

Gli scienziati, che hanno presentato i loro risultati il 15 aprile su Science Advances, hanno progettato una particella immunostimolante che assomiglia a un intero virus ed è costellata di versioni modificate di una proteina dell’involucro dell’HCV. I topi inoculati con queste particelle che imitano il virus hanno mostrato una risposta anticorpale più forte rispetto a quando inoculati con proteine HCV da soli. La risposta anticorpale è stata in grado di bloccare l’infettività di molti altri ceppi di HCV.

“Questo è uno studio di prova del concetto che speriamo sarà presto seguito da ulteriori aggiornamenti e test per avvicinarci a possibili studi clinici “, Afferma l’autore senior dello studio Jiang Zhu, PhD, professore associato presso il Dipartimento di Biologia Integrativa Strutturale e Computazionale presso Scripps Research.

Lo studio è stato una collaborazione tra tre laboratori di Scripps Research: Zhu’s; il laboratorio di Mansun Law, PhD, professore associato presso il Dipartimento di Immunologia e Microbiologia; e il laboratorio di Ian Wilson, DPhil, Hansen Professore di Biologia Strutturale e Presidente del Dipartimento di Biologia Integrativa Strutturale e Computazionale.

Confronting an sfida sanitaria globale in corso

Si ritiene che l’HCV sia emerso almeno centinaia di anni fa come patogeno umano dopo essere “saltato” da un altro mammifero, forse scimpanzé, anch’esso infettato dal virus. L’HCV infetta il fegato e si trasmette principalmente tramite lo scambio di sangue; circa l’80% delle infezioni diventa cronico e in genere si risolve in cancro al fegato o insufficienza epatica. Poiché le infezioni sono spesso “silenziose”, secondo i Centers for Disease Control and Prevention, circa la metà delle persone affette dalla malattia potrebbe non sapere di essere infetta.

Globalizzazione e comparsa di pratiche come le trasfusioni di sangue e la condivisione di aghi da parte dei tossicodipendenti hanno reso l’HCV una minaccia significativa per la salute pubblica. I ricercatori stimano che circa 150 milioni di persone in tutto il mondo hanno l’infezione, con grandi concentrazioni in Africa e Asia, e che rappresenta almeno diverse centinaia ogni anno decessi correlati a malattie del fegato.

Sono stati sviluppati trattamenti per l’HCV. Ma le opzioni attuali sono costose e in genere non vengono utilizzate fino a una fase avanzata del corso dell’infezione, quando si è già verificato un grave danno epatico. HCV ha anche il potenziale per evolversi per diventare resistente ai trattamenti farmacologici. Sono stati sviluppati vaccini contro l’HCV, ma finora nessuno è emerso con successo dagli studi clinici.

L’HCV è, un po ‘come l’HIV e il virus dell’influenza es, un astuto agente patogeno che elude la risposta immunitaria in parte mutando rapidamente. Tuttavia, circa il 20% delle persone infette riesce a eliminare l’infezione da solo, il che suggerisce che il sistema immunitario umano ha una certa capacità di combattere l’HCV, un’abilità che un vaccino potrebbe essere in grado di potenziare notevolmente.

Progetto di vaccino astuto per un patogeno astuto

Il progetto del vaccino di Zhu e del suo team è incentrato sulla proteina E2 dell’HCV. E2, in collaborazione con una proteina più piccola chiamata E1, forma strutture simili a punte che costellano la superficie di ciascuna particella virale. E2 è la subunità di questi picchi che si lega ai recettori sulle cellule del fegato ed è la proteina HCV più colpita dalla risposta immunitaria.

Il team di ricerca di Scripps ha utilizzato una versione modificata di E2 che stabilizza la sua struttura e omette le porzioni esterne altamente variabili, lasciando solo le porzioni “centrali” che tendono a non variare molto da ceppo a ceppo perché sono necessarie per l’efficiente ingresso del virus nelle cellule.

“L’idea è di rimuovere tutto le parti che distraggono E2 e mostrano al sistema immunitario solo quegli elementi strutturali essenziali a cui gli anticorpi possono attaccarsi per neutralizzare diversi ceppi “, dice Zhu.

Il team ha sviluppato un metodo per montare dozzine di copie dell’E2 ingegnerizzato proteine su una “nanoparticella” proteica autoassemblante in modo che ciascuna di queste creazioni completate sembrasse, per il sistema immunitario, più simile a una vera particella virale.

Iniettate nei topi, le nanoparticelle rivestite di E2 hanno suscitato risposte anticorpali rispetto alle sole proteine E2 Antibo matrici raccolte dai topi neutralizzati, in test di laboratorio su piastre, HCV da due gruppi o genotipi ampiamente diversi del virus.

Il passaggio successivo, dice Zhu, è creare un modello di vaccino “polivalente” che può conferire protezione essenzialmente contro tutte le diverse forme di HCV. Utilizzerà nanoparticelle con nuclei E2 che sono rappresentativi dei sei principali genotipi di HCV.Un prototipo potrebbe essere pronto per essere testato sui primati o persino sugli esseri umani in un anno circa, aggiunge.

Zhu e il suo team nel 2018 hanno realizzato un progetto simile basato su nanoparticelle per un vaccino contro l’HIV. I ricercatori stanno seguendo lo stesso approccio per sviluppare vaccini contro SARS-CoV-2, che causa COVID-19, e Ebolavirus, che causa febbre emorragica virale.

“Questo approccio ci fornisce i modelli di vaccino di base che noi possono trasformarsi in tempi relativamente brevi in prototipi di vaccini per i test “, afferma Zhu.

” Proof of-concept per la progettazione razionale dei vaccini con nanoparticelle E2 del virus dell’epatite C “è stato scritto dai primi autori Linling He e Netanel Tzarum; Xiaohe Lin, Benjamin Shapero, Cindy Sou, Colin Mann, Armando Stano, Lei Zhang, Kenna Nagy, Erick Giang, Mansun Law, Ian Wilson e Jiang Zhu, tutti di Scripps Research.

Il finanziamento è stato fornito da National Institutes of Health (P01 AI124337, AI129698, AI140844, AI123861, AI079031, AI123365 e AI106005) e da Ufovax LLC, una società di vaccini spin-off di Scripps Research, che detiene i diritti esclusivi per lo sviluppo e la commercializzazione della tecnologia di vaccini con nanoparticelle di Scripps Research (1c-SApNP) per determinati target di malattia.

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