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La tecnologia di immunizzazione con nanoparticelle potrebbe proteggere da molti ceppi di coronavirus.

Questo nuovo prototipo di vaccino funziona collegando molti frammenti proteici (in particolare, domini di legame del recettore o RBD) a una nanoparticella a base di proteine ​​ingegnerizzata. Lo studio, nei topi, ha dimostrato che il vaccino ha indotto la produzione di anticorpi che sono ampiamente reattivi a un’ampia gamma di coronavirus.I RBD sono particolarmente importanti affinché un virus sia in grado di infettare una cellula, quindi gli anticorpi che riconoscono i RBD sono probabilmente più efficaci a prevenire cattive infezioni. Credito: A. Cohen tramite BioRender

Il virus SARS-CoV-2 che sta causando la pandemia COVID-19 è solo uno dei tanti virus diversi nella famiglia dei coronavirus. Molti di questi circolano in popolazioni di animali come i pipistrelli e hanno il potenziale per “saltare” nella popolazione umana, proprio come ha fatto SARS-CoV-2. I ricercatori del laboratorio di Pamela Björkman, il professore di biologia e bioingegneria David Baltimore, stanno lavorando allo sviluppo di vaccini per un’ampia gamma di coronavirus correlati, con l’obiettivo di prevenire future pandemie.

Ora, guidato dallo studente laureato Alex Cohen, un team di Caltech ha progettato una nanoparticella a 60 subunità a base di proteine ​​su cui sono stati attaccati pezzi di un massimo di otto diversi tipi di coronavirus. Quando iniettato nei topi, questo vaccino induce la produzione di anticorpi che reagiscono a una varietà di diversi coronavirus, inclusi virus simili che non sono stati presentati sulla nanoparticella.

La ricerca è descritta in un articolo sulla rivista Science .

Questa piattaforma di vaccini, chiamata nanoparticella mosaico, è stata inizialmente sviluppata da collaboratori dell’Università di Oxford. La nanoparticella ha la forma di una gabbia composta da 60 proteine ​​identiche, ognuna delle quali ha una piccola etichetta proteica che funziona come un pezzo di velcro. Cohen e il suo team hanno preso frammenti delle proteine ​​spike di diversi coronavirus (le proteine ​​spike giocano il ruolo più importante nell’infezione) e hanno progettato ciascuna di esse per avere un’etichetta proteica che si legasse a quelle sulla gabbia, l’altra metà del pezzo di velcro. Quando questi pezzi virali sono stati mescolati insieme alla struttura della gabbia di nanoparticelle, ogni etichetta del virus si è attaccata a un’etichetta sulla gabbia, risultando in una nanoparticella che presenta punte che rappresentano diversi ceppi di coronavirus sulla sua superficie.

La visualizzazione di otto diversi frammenti di spike del coronavirus (noti come domini di legame del recettore o RBD) con questa piattaforma di particelle ha generato una risposta anticorpale diversificata, che è un vantaggio rispetto ai metodi vaccinali tradizionali che presentano pezzi di un solo tipo di virus. Dopo l’inoculazione, gli anticorpi successivamente prodotti dai topi sono stati in grado di reagire a molti ceppi diversi di coronavirus. È importante sottolineare che gli anticorpi erano reattivi ai ceppi correlati di coronavirus che non erano presenti sulla nanoparticella. Ciò suggerisce che, presentando al sistema immunitario diverse varianti di coronavirus, il sistema immunitario impara a riconoscere le caratteristiche comuni dei coronavirus e quindi potrebbe potenzialmente reagire a un nuovo coronavirus emergente, non solo una variante della SARS-CoV-2, che potrebbe causare un altro pandemia.

Sebbene il team stia ancora studiando il meccanismo alla base di questo fenomeno, i risultati sono promettenti. Il passo successivo è esaminare se l’immunizzazione previene l’infezione virale e / o i sintomi di infezione negli animali che producono questi anticorpi.

“Se possiamo dimostrare che la risposta immunitaria indotta dalla nostra tecnologia delle nanoparticelle protegge effettivamente dalle malattie derivanti dall’infezione, allora speriamo di poter portare questa tecnologia in avanti negli studi clinici sull’uomo , anche se ci sono molti passaggi che devono avvenire da ora e poi “, dice Cohen. “Non prevediamo che questa metodologia possa sostituire i vaccini esistenti, ma è bene avere molti strumenti a portata di mano quando si affrontano future minacce virali emergenti”.

“Sfortunatamente, è improbabile che SARS-CoV-2 sia l’ultimo coronavirus a causare una pandemia”, afferma Björkman. “I risultati di Alex mostrano che è possibile aumentare diverse risposte anticorpali neutralizzanti, anche contro ceppi di coronavirus che non erano rappresentati sulla nanoparticella iniettata. Quindi speriamo che questa tecnologia possa essere utilizzata per proteggere dai futuri coronavirus animali che si incrociano negli esseri umani. Inoltre, le nanoparticelle suscitano risposte neutralizzanti contro SARS-CoV-2, quindi potrebbe essere possibile utilizzarle ora per proteggere contro COVID-19 e altri coronavirus con potenziale pandemico “.

Il documento si intitola “Le nanoparticelle a mosaico suscitano risposte immunitarie cross-reattive ai coronavirus zoonotici nei topi”

 

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