Un nuovo vaccino a nanoparticelle sviluppato dai ricercatori del MIT potrebbe aiutare gli sforzi per eradicare la polio in tutto il mondo. Il vaccino, che eroga più dosi in una sola iniezione, potrebbe rendere più facile vaccinare i bambini nelle regioni remote del Pakistan e in altri paesi in cui la malattia è ancora presente.

Mentre il numero di casi segnalati di polio è diminuito del 99% in tutto il mondo tra il 1988 e il 2013, secondo i Centers for Disease Control, la malattia non è stata completamente debellata, in parte a causa della difficoltà di raggiungere i bambini in aree remote per somministrare loro le due o quattro iniezioni di vaccino antipolio necessarie per costruire l'immunità.

"Avere un vaccino one-shot in grado di suscitare una protezione completa potrebbe essere molto prezioso per poter ottenere l'eradicazione, "dice Ana Jaklenec, uno scienziato ricercatore presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT e uno degli autori senior dell'articolo.

Robert Langer, il David H. Koch Institute Professor al MIT, è anche un autore senior dello studio, che appare in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze la settimana del 21 maggio. Stephany Tzeng, un ex postdoc del MIT che ora è ricercatore associato presso la Johns Hopkins University School of Medicine, è l'autore principale del documento.

"Siamo molto entusiasti degli approcci e dei risultati di questo documento, che spero un giorno porterà a vaccini migliori per i pazienti di tutto il mondo, "? Dice Langer.

Eradicazione globale

Non esistono farmaci contro il poliovirus, e in circa l'1% dei casi, entra nel sistema nervoso, dove può causare la paralisi. Il primo vaccino contro la poliomielite, chiamato anche vaccino di Salk, è stato sviluppato negli anni '50. Questo vaccino consiste in una versione inattivata del virus, che di solito viene somministrato come una serie di due o quattro iniezioni, a partire dai 2 mesi di età. Nel 1961, è stato sviluppato un vaccino orale, che offre una certa protezione con una sola dose ma è più efficace con due o tre dosi.

Il vaccino orale, che consiste in un virus che ha una virulenza ridotta ma è ancora vitale, è stato gradualmente eliminato nella maggior parte dei paesi perché in casi molto rari, può mutare in una forma virulenta e causare infezione. È ancora utilizzato in alcuni paesi in via di sviluppo, però, perché è più facile somministrare le gocce che raggiungere i bambini per iniezioni multiple del vaccino Salk.

Affinché gli sforzi per l'eradicazione della polio abbiano successo, il vaccino orale deve essere completamente eliminato, per eliminare la possibilità che il virus si riattivi in ​​una persona immunizzata. Diversi anni fa, Il laboratorio di Langer ha ricevuto finanziamenti dalla Bill and Melinda Gates Foundation per cercare di sviluppare un vaccino iniettabile che potesse essere somministrato una sola volta ma con più dosi.

"L'obiettivo è garantire che tutti a livello globale siano immunizzati, " Dice Jaklenec. "I bambini in alcune di queste località del mondo in via di sviluppo difficili da raggiungere tendono a non ottenere la serie completa di scatti necessari per la protezione".

Per creare un vaccino a iniezione singola, il team del MIT ha incapsulato il vaccino antipolio inattivato in un polimero biodegradabile noto come PLGA. Questo polimero può essere progettato per degradarsi dopo un certo periodo di tempo, consentendo ai ricercatori di controllare quando viene rilasciato il vaccino.

"C'è sempre un po' di vaccino che rimane sulla superficie o molto vicino alla superficie della particella, e non appena lo mettiamo nel corpo, qualunque cosa sia in superficie può semplicemente diffondersi. Questo è lo scoppio iniziale, " dice Tzeng. "Poi le particelle si siedono nel sito di iniezione e nel tempo, man mano che il polimero si degrada, rilasciano il vaccino a raffiche in momenti definiti, in base alla velocità di degradazione del polimero."

I ricercatori hanno dovuto superare uno dei principali ostacoli che ha ostacolato i precedenti sforzi per utilizzare il PLGA per la somministrazione del vaccino antipolio:il polimero si scompone in sottoprodotti chiamati acido glicolico e acido lattico, e questi acidi possono danneggiare il virus in modo che non provochi più il giusto tipo di risposta anticorpale.

Per evitare che ciò accada, il team del MIT ha aggiunto polimeri caricati positivamente alle loro particelle. Questi polimeri agiscono come "spugne protoniche, " assorbendo protoni in più e rendendo l'ambiente meno acido, permettendo al virus di rimanere stabile nel corpo.

Immunizzazione riuscita

Nel PNAS studio, i ricercatori hanno progettato particelle che avrebbero fornito uno scoppio iniziale al momento dell'iniezione, seguito da un secondo rilascio circa 25 giorni dopo. Hanno iniettato le particelle nei ratti, quindi ha inviato campioni di sangue dai ratti immunizzati ai Centers for Disease Control per i test. Questi studi hanno rivelato che i campioni di sangue di ratti immunizzati con il vaccino antiparticolato a iniezione singola avevano una risposta anticorpale contro il poliovirus altrettanto forte di o più forte di, anticorpi da ratti che hanno ricevuto due iniezioni di vaccino contro la poliomielite Salk.

Per erogare più di due dosi, i ricercatori dicono che potrebbero progettare particelle che rilasciano il vaccino all'iniezione e un mese dopo, e mescolarli con particelle che rilasciano all'iniezione e due mesi dopo, risultando in tre dosi complessive, ciascuno a distanza di un mese. I polimeri che i ricercatori hanno utilizzato nei vaccini sono già approvati dalla FDA per l'uso nell'uomo, quindi sperano di poter presto testare i vaccini negli studi clinici.

I ricercatori stanno anche lavorando per applicare questo approccio per creare stabili, single-injection vaccines for other viruses such as Ebola and HIV.