Vaccinologia strutturale: i nuovi vaccini nati dalla genomica

identificazione degli epitopi (in colore) nell’antigene proteico OppA di B. pseudomallei - Università degli Studi di MilanoAperta la strada verso un nuovo modello di sviluppo dei vaccini grazie alla vaccinologia strutturale che rappresenta un approccio innovativo per la messa a punto di vaccini più sicuri e più stabili.

Un team internazionale di scienziati, coordinato dal professor Bolognesi del Dipartimento di Bioscienze dell’Università degli Studi di Milano, ha sviluppato un nuovo metodo sperimentale che porterà alla realizzazione di nuovi approcci diagnostici ed in futuro a nuovi vaccini più sicuri e più stabili rispetto a quelli attuali.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Structure, mette in luce le potenzialità della vaccinologia strutturale: approccio innovativo nettamente distinto dai metodi tradizionali di produzione dei vaccini.

I ricercatori hanno isolato e caratterizzato un antigene del patogeno Burkholderia pseudomallei, in particolare hanno identificato sulla superficie del batterio l’antigene proteico OppA, nella cui struttura 3D sono stati identificati tre potenziali epitopi, la cui reattività è stata provata con successo sui sieri di pazienti delle zone endemiche, permettendo di distinguere tra sieri di soggetti sani, di pazienti sieropositivi e di pazienti sopravvissuti alla malattia.

Burkholderia pseudomallei è un batterio responsabile della meloidosi, una malattia di difficile diagnosi, spesso fatale, endemica nelle zone tropicali del Sud-Est Asiatico e del Nord-Australia. Tale patologia risulta particolarmente contagiosa soprattutto nella stagione delle piogge e nei periodi di coltivazione delle risaie.

“Anche se manca ancora una tappa per giungere ad avere il vaccino vero e proprio, si tratta del primo studio ad avere dimostrato la fattibilità del metodo, validando le diverse fasi sperimentali che compongono la vaccinologia strutturale. Per la prima volta abbiamo identificato e prodotto epitopi sintetici basandoci unicamente sullo studio della struttura e delle proprietà biofisiche di una proteina. Questo lavoro introduce un nuovo modello di sviluppo generale sia nel campo della progettazione di vaccini che in quello della produzione di diagnostici” spiega il professor Bolognesi.

La vaccinologia strutturale mira allo sviluppo di vaccini a partire da indagini genomiche, strutturali e computazionali. Ciò prevede l’identificazione per via bioinformatica di proteine della superficie cellulare del batterio, la successiva produzione in forma ricombinante di domini proteici a potenziale azione antigenica e lo studio delle strutture tridimensionali di tali domini con metodi di biologia strutturale.
Le strutture 3D vengono quindi analizzate con metodi di biologia computazionale al fine di identificare i frammenti proteici – epitopi – che possano legare gli anticorpi scatenando la reazione immunitaria.
Gli epitopi vengono poi sintetizzati chimicamente e la loro potenzialità ed efficacia nel riconoscere gli opportuni anticorpi viene successivamente sottoposta a verifica con studi in vitro e in vivo.

Rispetto alla vaccinologia tradizionale, nella quale il microorganismo patogeno attenuato o ucciso costituisce la base per l’induzione della risposta immunitaria, la vaccinologia strutturale mira a produrre antigeni protettivi in modo piu’ veloce, più sicuri – perché privi dei pericoli associati all’uso di microroganismi attenuati – e dotati di elevata stabilità – nei confronti ad esempio di condizioni ambientali quali i lunghi trasporti o il deposito in condizioni climatiche avverse.

Lo studio si inserisce nell’ambito del Progetto triennale Vaccini della Fondazione Cariplo, che ha finanziato la ricerca, diretta in particolare alla messa a punto di vaccini contro malattie diffuse nei Paesi del terzo mondo.

Fonte

Ufficio Stampa Università degli Studi di Milano

“A structure-based strategy for epitope discovery in Burkholderia pseudomallei OppA antigen” STRUCTURE (Cell Press) doi:10.1016/j.str.2012.10.005