Per combattere il cancro, i ricercatori utilizzano sempre più vaccini che stimolano il sistema immunitario per identificare e distruggere le cellule tumorali. Però, la risposta immunitaria desiderata non è sempre garantita. Al fine di rafforzare l'efficacia dei vaccini sul sistema immunitario e in particolare sui linfociti T, specializzato nella rilevazione di cellule cancerose—ricercatori delle università di Ginevra (UNIGE), Friburgo (UNIFR), Monaco, e Bayreuth, in collaborazione con l'azienda tedesca AMSilk, hanno sviluppato microcapsule di seta di ragno in grado di somministrare il vaccino direttamente al cuore delle cellule immunitarie. Questo processo, pubblicato sulla rivista Biomateriali , potrebbe essere applicato anche ai vaccini preventivi per la protezione contro le malattie infettive, e costituisce un passo importante verso vaccini stabili, facile da usare, e resistente alle condizioni di stoccaggio più estreme.

Il nostro sistema immunitario si basa in gran parte su due tipi di cellule:linfociti B, che producono gli anticorpi necessari per difendersi da varie infezioni, e linfociti T. In caso di cancro e di alcune malattie infettive come la tubercolosi, I linfociti T devono essere stimolati. Però, il loro meccanismo di attivazione è più complesso di quello dei linfociti B:per innescare una risposta, è necessario utilizzare un peptide, un piccolo pezzo di proteina che, se iniettato da solo, viene rapidamente degradato dal corpo ancor prima di raggiungere il suo obiettivo.

"Per sviluppare farmaci immunoterapeutici efficaci contro il cancro, è essenziale generare una risposta significativa dei linfociti T, "dice la professoressa Carole Bourquin, specialista in immunoterapie antitumorali presso le facoltà di medicina e scienze dell'UNIGE, che ha diretto questo lavoro. "Poiché gli attuali vaccini hanno solo un'azione limitata sulle cellule T, è fondamentale sviluppare altre procedure di vaccinazione per superare questo problema".

Una capsula praticamente indistruttibile

Gli scienziati hanno utilizzato biopolimeri sintetici di seta di ragno, un materiale leggero, biocompatibile, materiale atossico altamente resistente alla degradazione da luce e calore.

"Abbiamo ricreato questa seta speciale in laboratorio per inserire un peptide con proprietà vaccinali, " spiega Thomas Scheibel, uno specialista mondiale della seta di ragno dell'Università di Bayreuth che ha partecipato allo studio. "Le catene proteiche risultanti vengono quindi salate per formare microparticelle iniettabili".

Le microparticelle di seta formano una capsula di trasporto che protegge il peptide del vaccino dalla rapida degradazione nel corpo, e consegna il peptide al centro delle cellule linfonodali, aumentando così notevolmente le risposte immunitarie dei linfociti T. "Il nostro studio ha dimostrato la validità della nostra tecnica, " rivela Carole Bourquin. "Abbiamo dimostrato l'efficacia di una nuova strategia di vaccinazione estremamente stabile, facile da produrre e facilmente personalizzabile."

Verso un nuovo modello di vaccino

Le particelle di biopolimero di seta sintetica dimostrano un'elevata resistenza al calore, resiste a oltre 100°C per diverse ore senza danni. In teoria, questo processo permetterebbe di sviluppare vaccini che non richiedono coadiuvanti e catene del freddo. Un vantaggio innegabile, soprattutto nei paesi in via di sviluppo dove una delle grandi difficoltà è la conservazione dei vaccini. Uno dei limiti di questo processo, però, è la dimensione delle microparticelle:mentre il concetto è in linea di principio applicabile a qualsiasi peptide, che sono tutti abbastanza piccoli da essere incorporati nelle proteine ​​della seta, sono necessarie ulteriori ricerche per vedere se è anche possibile incorporare gli antigeni più grandi utilizzati nei vaccini standard, soprattutto contro le malattie virali.

"Sempre più, gli scienziati stanno cercando di imitare la natura in ciò che sa fare meglio, " aggiunge Scheibel. "Questo approccio ha anche un nome:bioispirazione, che è esattamente quello che abbiamo fatto qui." Le proprietà della seta di ragno ne fanno un prodotto particolarmente interessante:biocompatibile, solido, magro, biodegradabile, resistente a condizioni estreme e persino antibatterico, si possono immaginare molteplici applicazioni, comprese medicazioni per ferite o suture.