I vaccini antinfluenzali esistenti forniscono solo una protezione limitata e stagionale perché prendono di mira le proteine altamente mutevoli del virus. Gli scienziati di Scripps Research hanno ora progettato un vaccino che dovrebbe funzionare ampiamente contro i ceppi dell'influenza A, uno dei due tipi di virus influenzale che normalmente circolano negli esseri umani.
Il nuovo design del vaccino, descritto in un articolo intitolato "Single-Component Multilayered Self-Assembling Protein Nanoparticles Displaying Extracellular Domains of Matrix Protein 2 as a Pan-influenza A Vaccine" in ACS Nano il 21 novembre, utilizza un frammento della proteina dell'influenza A relativamente immutabile, M2e, e lo presenta su nanoparticelle autoassemblanti per coinvolgere meglio il sistema immunitario.
Gli ottimi risultati ottenuti dal vaccino nei test iniziali sugli animali indicano la possibilità di un vaccino antinfluenzale universale che fornisca protezione a lungo termine contro malattie gravi causate sia da ceppi influenzali comuni che da quelli nuovi.
"Questo vaccino sperimentale ha il potenziale per proteggere da diversi ceppi stagionali dell'influenza A e da futuri ceppi emergenti che potrebbero causare pandemie", afferma l'autore senior dello studio Jiang Zhu, Ph.D., professore associato presso il Dipartimento di Integrazione Strutturale e Computazionale Biologia presso Scripps Research.
I co-primi autori dello studio sono stati il ricercatore associato Keegan Braz Gomes, Ph.D., e lo scienziato Yi-Nan Zhang, Ph.D., entrambi dello Zhu Lab.
M2e è la piccola porzione esterna di M2, una proteina incorporata nell'involucro esterno dei virus influenzali. Poiché M2 ha un ruolo fondamentale nel ciclo di vita del virus dell’influenza, esso e M2e sono sostanzialmente gli stessi da un ceppo di influenza A a quello successivo. Il fatto che sia così ben "conservato" tra i ceppi suggerisce che M2e potrebbe essere un buon bersaglio per un vaccino antinfluenzale ampiamente efficace.
In pratica, prendere di mira M2e è stata una sfida. I vaccini precedenti mirati a M2e non hanno mostrato una protezione forte e duratura, principalmente perché questo frammento proteico è troppo piccolo per coinvolgere il sistema immunitario in modo molto efficace. Il nuovo vaccino di Zhu e del suo team è progettato per superare questo inconveniente.
Come altri vaccini sviluppati dallo Zhu Lab negli ultimi anni – compresi i vaccini contro l’HIV, la SARS-CoV-2 e l’epatite C – il nuovo vaccino presenta le proteine virali al sistema immunitario non come singole copie proteiche sciolte ma, piuttosto, montate su grandi nanoparticelle. Questo design basato su nanoparticelle "sembra" al sistema immunitario più simile a un vero virus, il che porta a una maggiore stimolazione immunitaria. Le nanoparticelle sono autoassemblanti, altamente stabili e facili da produrre utilizzando metodi biotecnologici; ognuno è costellato di dozzine di copie della proteina virale presa di mira.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno iniziato con un progetto basato su nanoparticelle che utilizzava una versione di M2e proveniente da un ceppo di influenza A che infetta l’uomo, H1N1. Questo ha protetto dieci topi su dieci da esposizioni sequenziali e ad alte dosi al virus vivo H1N1 e a un ceppo di influenza A molto diverso chiamato H3N2. Al contrario, i topi non vaccinati hanno ceduto rapidamente all'esposizione virale, così come la maggior parte dei topi vaccinati con una versione non nanoparticellare di M2e.
Il team ha ottenuto risultati altrettanto promettenti per un progetto di arresto della pandemia caratterizzato da un mix di proteine M2e provenienti da virus dell'influenza A umani, avicoli e suini. Hanno anche scoperto che le nanoparticelle contenenti M2e rimanevano nei linfonodi del topo, stimolando le risposte immunitarie per molte settimane, mentre le proteine M2e non montate su nanoparticelle venivano eliminate dai linfonodi entro poche ore dall'iniezione.
"Ciò suggerisce un impegno molto persistente con il sistema immunitario, che speriamo consentirà al nostro progetto di superare il problema di durabilità riscontrato per i precedenti vaccini mirati a M2e", afferma Zhu.
Nel complesso, aggiunge, i risultati dimostrano il potenziale del design montato su nanoparticelle M2e per proteggere ampiamente contro i virus dell'influenza A.
Una versione futura, dice Zhu, potrebbe aggiungere proteine dell’influenza B M2e, portando a un vero vaccino pan-influenzale. Un vaccino di questo tipo, se dimostrato efficace, potrebbe ostacolare in modo significativo la capacità dell'influenza di causare malattie gravi e pandemie con mortalità di massa, tendendo a ridurla a qualcosa di simile a un lieve raffreddore anche nei casi ad alto rischio.
Uvax Bio, un'azienda spin-off di vaccini di Scripps Research, utilizza una tecnologia di piattaforma proprietaria inventata nel laboratorio del Dr. Zhu presso Scripps Research per sviluppare e commercializzare vaccini profilattici per varie malattie infettive. Zhu e l'azienda stanno ora valutando le opzioni per tradurre il nuovo design M2e in un vaccino antinfluenzale commerciale.
Ulteriori informazioni: Keegan Braz Gomes et al, Nanoparticelle proteiche autoassemblanti multistrato a componente singolo che mostrano domini extracellulari della proteina della matrice 2 come vaccino pan-influenzale A, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c06526
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito da The Scripps Research Institute
