Molti vaccini includono ingredienti chiamati adiuvanti che aiutano a renderli più efficaci suscitando una risposta immunitaria più forte. Identificare potenziali adiuvanti è diventato più facile, grazie a un approccio descritto dagli scienziati dell'Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) dell'Università di Kyoto e dai colleghi della rivista Angewandte Chemie .

Il team di chimici e biologi in Giappone riferisce di aver trovato una molecola che, quando aggiunto a un vaccino, rafforza la risposta immunitaria così come un coadiuvante comunemente usato. Gli adiuvanti vaccinali sono una parte essenziale dei vaccini antigenici utilizzati clinicamente, come l'influenza, vaccini contro l'epatite e il cancro della cervice uterina.

"Gli adiuvanti generano una risposta immunitaria robusta e di lunga durata, ma quelli attualmente in uso, come sali di alluminio ed emulsioni olio in acqua, sono stati sviluppati negli anni '20 e non capiamo esattamente come funzionano, ecco perché sono spesso chiamati il ​​piccolo sporco segreto degli immunologi, " dice il biologo chimico iCeMS Motonari Uesugi, che ha condotto lo studio.

Il nuovo adiuvante è stato scoperto esaminando una libreria di 8, 000 piccole molecole per la loro capacità di autoassemblarsi. L'autoassemblaggio molecolare è l'auto-organizzazione spontanea delle molecole attraverso legami che non condividono gli elettroni. Questo è un concetto ben noto nella scienza dei materiali che viene impiegato anche dagli organismi viventi per svolgere complesse funzioni biologiche.

"Abbiamo ipotizzato che le strutture che si uniscono attraverso l'autoassemblaggio molecolare potrebbero imitare le strutture negli agenti patogeni, come virus, stimolando una risposta immunitaria simile, " dice Uesugi.

Il team ha trovato 116 molecole che possono autoassemblarsi e quindi le ha esaminate per la capacità di aumentare l'espressione dell'interleuchina-6 da parte dei macrofagi. I macrofagi sono cellule immunitarie che rilevano e "divorano" i patogeni che circolano nel corpo. Rilasciano anche proteine, come l'interleuchina-6, che attivano altre cellule immunitarie.

La ricerca ha portato alla scoperta di una molecola chiamata colicamide. Questa molecola si è autoassemblata per formare una struttura che imita il virus che viene inghiottita da macrofagi e cellule immunitarie simili. Le strutture vengono trasportate in vacuoli specializzati per combinarsi con un recettore specifico chiamato recettore toll-like 7, che innesca una risposta immunitaria intensificata. Nello specifico, porta al rilascio di segnali immunostimolanti come l'interleuchina-6.

Ulteriori indagini e confronti hanno dimostrato che la colicamide era altrettanto potente nell'indurre una risposta immunitaria quanto l'adiuvante Alum quando aggiunto a un vaccino antinfluenzale somministrato ai topi.

"Il nostro studio, al meglio delle nostre conoscenze, è il primo rapporto sull'utilizzo di una piccola libreria di molecole per la scoperta di adiuvanti vaccinali, " afferma Uesugi. "Ci auguriamo che il nuovo approccio apra la strada alla scoperta e alla progettazione di adiuvanti autoassemblanti di piccole molecole contro i patogeni, compresi i virus emergenti".

Sono necessari ulteriori studi per determinare come la colicamide mima i singoli filamenti di RNA dei virus per attivare il recettore 7 simile a un pedaggio. I ricercatori vogliono anche capire come la colicamide si lega al recettore per chiarire gli effetti di questa interazione.