Genomica: vaccinologia più strutturali per vaccini più stabili

Realizzazione di nuovi approcci diagnostici, e in seguito di nuovi vaccini (più sicuri e più stabili), a partire da informazioni genomiche: con questo approccio innovativo, nettamente distinto dai metodi tradizionali di produzione dei vaccini, un gruppo internazionale di studiosi coordinato dal Dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale di Milano in collaborazione con l’Istituto di Chimica del Riconoscimento Molecolare del CNR (Milano) ha identificato un antigene proteico in un batterio responsabile della meloidosi, una malattia endemica nel Sud Est Asiatico. Il caso è il primo in Italia di scoperta e analisi di antigeni secondo il nuovo approccio della “vaccinologia strutturale”. Lo studio è stato pubblicato dalla rivista Structure.

La vaccinologia strutturale verte sullo sviluppo di vaccini partendo non dal patogeno (come nel caso della vaccinologia tradizionale) ma da indagini genomiche, strutturali e computazionali.

Questo approccio prevede per prima cosa 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 stesse strutture 3D sono analizzate infine con metodi di biologia computazionale per identificare i frammenti proteici (definiti “epitopi”) che possano legare gli anticorpi, scatenando la reazione immunitaria. Gli epitopi vengono poi sintetizzati chimicamente e la loro potenzialità 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 maniera più rapida, privi dei pericoli associati all’uso di microroganismi attenuati, e dotati di elevata stabilità, ad esempio nei confronti di condizioni ambientali quali i lunghi trasporti o il deposito in condizioni climatiche avverse.

In questo contesto i ricercatori hanno isolato e caratterizzato un antigene del patogeno Burkholderia pseudomallei, responsabile della meloidosi, una malattia di difficile diagnosi, spesso fatale, endemica nelle zone tropicali del sud-Est asiatico e del Nord-Australia, che 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 – spiega Martino Bolognesi del Dipartimento di Bioscienze dell’Università degli Studi di Milano – si tratta del primo studio che ha 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”.