Per molti di noi, un vaccino antinfluenzale è una routine autunnale. Rimboccarsi una manica, prendi un ago nella parte superiore del braccio e spera che il vaccino di quest'anno corrisponda a qualsiasi virus circoli durante l'inverno.

Il metodo più comune per realizzare quel vaccino ha ormai più di 70 anni. Richiede la crescita di virus in speciali, uova di gallina prive di agenti patogeni. Non è un processo di produzione facile e veloce. E, nella migliore delle ipotesi, fornisce una protezione incompleta.

Ricercatori dell'Iowa State University, l'Università dell'Iowa e l'Università del Wisconsin-Madison – tutte affiliate al Nanovaccine Institute dell'Iowa State – stanno lavorando insieme per sviluppare e testare quello che pensano possa essere un modo migliore per combattere l'influenza.

"Quello che stiamo facendo è un approccio completamente nuovo, " disse Thomas Waldschmidt, il direttore associato dell'Istituto Nanovaccine, la cattedra di immunologia Clement T. e Sylvia H. Hanson e professore di patologia all'Iowa. "Questo è un gioco di palla completamente diverso."

Quello che stanno facendo i ricercatori è caricare le proteine ​​influenzali sintetizzate in nanoparticelle. Queste nanoparticelle hanno un diametro di circa 300 miliardesimi di metro e sono costituite da polimeri biodegradabili. Le nanoparticelle sono incorporate in uno spray nasale e consegnate con un'annusata. Sulla base di studi preliminari, i ricercatori ritengono che il nanovaccino attiverà entrambi i tipi di cellule immunitarie (cellule T e cellule B) e fornirà protezione nelle vie aeree superiori (naso, gola e la laringe) e le vie aeree inferiori (trachea e polmoni).

Tutto ciò potrebbe significare una migliore protezione contro l'influenza rispetto al tipico vaccino antinfluenzale di oggi.

Alla ricerca di una protezione più completa

Il National Institutes of Health sostiene lo studio di un nanovaccino antinfluenzale con una durata di cinque anni, Sovvenzione di 2,8 milioni di dollari.

Kevin Legge, professore associato di patologia all'Iowa, sta conducendo lo studio. Il team di ricerca comprende anche Waldschmidt; Balaji Narasimhan, il direttore del Nanovaccine Institute e Anson Marston Distinguished Professor in Engineering e la Vlasta Klima Balloun Chair in Chemical and Biological Engineering presso Iowa State; e Thomas Friedrich, professore associato di scienze patobiologiche al Wisconsin.

Finora, i ricercatori hanno testato un nanovaccino antinfluenzale sui topi, furetti e maiali. L'attuale studio prevede anche test sulle scimmie.

Legge ha affermato che i vaccini antinfluenzali di oggi attivano le cellule B e la loro produzione di anticorpi. Quegli anticorpi circolano in tutto il corpo e attaccano i virus legandosi a loro, rivestendoli e disabilitandoli. Gli anticorpi segnalano anche ad altre cellule difensive di attaccare e distruggere il virus.

Studi sui roditori hanno dimostrato che il nanovaccino influenzale guida le cellule B e l'attività delle cellule T, ha detto Legge. Le cellule T combattono le malattie attaccando le cellule che sono state infettate da un virus.

L'attivazione sia delle cellule B che delle cellule T fornisce "un maggiore livello di protezione, "Legge ha detto. "Questo è un più completo, risposta robusta alla vaccinazione."

Legge e Narasimhan hanno affermato che il nanovaccino sembra anche essere migliore nel costruire l'immunità nei polmoni rispetto agli attuali vaccini antinfluenzali o alla nebbia influenzale che era comune diversi anni fa e non è più raccomandata dai Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie.

Narasimhan ha affermato che ci sono altri vantaggi in un nanovaccino antinfluenzale:può essere facilmente caricato con proteine ​​sintetizzate da molti diversi tipi di influenza, può essere modificato e prodotto rapidamente (i ricercatori la chiamano tecnologia "plug-and-play") e può essere conservato in sicurezza per lunghi periodi a temperatura ambiente.

La tecnologia, Egli ha detto, ha il potenziale per spuntare tutte le caselle per un vaccino antinfluenzale migliore.

Imparare i meccanismi, testare diversi tipi

Ma c'è altro da imparare su un nanovaccino antinfluenzale prima che sia disponibile ogni autunno.

Legge e Waldschmidt hanno detto di voler capire come, Esattamente, il nanovaccino protegge dall'influenza. Vogliono anche definire ulteriormente come il vaccino attiva una risposta immunitaria da parte dei linfociti B e dei linfociti T.

Studieranno anche l'efficacia dei nanovaccini contro diversi tipi di influenza, compresi ceppi mortali come l'H5N1, o influenza aviaria.

"Vogliamo confermare che questa piattaforma vaccinale funzionerà con qualsiasi carico utile di influenza, " ha detto Waldschmidt.

Narasimhan ha detto che è anche importante trovare la giusta dimensione di nanoparticelle per un nanovaccino antinfluenzale.

"È il 'problema Riccioli d'Oro, '", ha detto. "Troppo grande non va bene e troppo piccolo non va bene. Cerchiamo solo quello giusto".

E, il progetto includerà test del nanovaccino antinfluenzale su alcune delle scimmie studiate da Friedrich nel Wisconsin.

È importante studiare il nanovaccino nelle scimmie perché le loro vie respiratorie e il loro sistema immunitario sono simili a quelli degli umani, ha detto Federico.

"Le scimmie sono lì per darci la certezza che ciò che si trova negli studi sui topi è veramente rilevante per gli esseri umani, " disse. "E se si riscontrano problemi negli studi sulle scimmie, il vaccino può essere modificato per renderlo più efficace prima che venga sottoposto a sperimentazione umana".

Friedrich ha anche affermato che le scimmie utilizzate in questo studio dovrebbero guarire da qualsiasi malattia e verranno utilizzate in altri studi.

Un progetto modello

In molti modi, Narasimhan ha affermato che questo particolare studio è un modello di come dovrebbe funzionare il Nanovaccine Institute.

Lo studio, Per esempio, dispone di un team di ricerca costruito tra istituzioni e discipline. Lo studio è stato lanciato con sovvenzioni interne del Nanovaccine Institute e della Carver Trust Medical Research Initiative dell'Università dell'Iowa. Tali sovvenzioni hanno fornito i dati preliminari necessari per vincere una sovvenzione multimilionaria dal National Institute of Allergy and Infectious Diseases del NIH.

L'istituto è cresciuto dai finanziamenti iniziali assegnati nel 2013 dall'iniziativa presidenziale per la ricerca interdisciplinare dello stato dell'Iowa. Narasimhan ha affermato che l'idea era quella di creare un dream team di ricercatori sui nanovaccini in grado di rivoluzionare la prevenzione e il trattamento delle malattie. Lo scorso giugno, il Consiglio di Stato dei Reggenti ha approvato di trasformare l'iniziativa in un istituto di ricerca completo nel campus dello Stato dell'Iowa. Ora comprende 70 ricercatori provenienti da 21 istituzioni. Attualmente stanno studiando nanovaccini e nanoterapie per le infezioni respiratorie, disturbi neurali, malattie tropicali, cancro e malattie veterinarie. Finora, i ricercatori dell'istituto hanno attirato più di 18 milioni di dollari in sovvenzioni.

"Stiamo creando mini dream team per ciascuna di queste aree, " Narasimhan ha detto. "Per questo siamo in competizione per le sovvenzioni e guadagnando importanza nazionale e internazionale".

E, a causa del lavoro dell'istituto, la nostra routine di influenza autunnale potrebbe un giorno includere una dose di nanovaccino.