Vaccino “inverso”-Immagine: in un nuovo studio, il Prof. Jeffrey Hubbell e colleghi ricercatori descrivono un nuovo “vaccino inverso” che può fermare le reazioni autoimmuni che attaccano i tessuti sani di una persona, come osservato nella sclerosi multipla, diabete di tipo I, artrite reumatoide o morbo di Crohn. Credito: Shutterstock-
Un nuovo tipo di vaccino “inverso” sviluppato dai ricercatori della Pritzker School of Molecular Engineering (PME) dell’Università di Chicago ha dimostrato in laboratorio che può invertire completamente le malattie autoimmuni come la sclerosi multipla, il diabete di tipo 1 e il morbo di Crohn, il tutto senza arrestare il resto del sistema immunitario.
Un tipico vaccino insegna al sistema immunitario umano a riconoscere un virus o un batterio come un nemico da attaccare. Il nuovo “vaccino inverso” fa esattamente il contrario: rimuove la memoria di una molecola dal sistema immunitario. Anche se tale cancellazione della memoria immunitaria potrebbe essere indesiderata per le malattie infettive, può fermare reazioni autoimmuni come quelle osservate nella sclerosi multipla, nel diabete di tipo I, nell’artrite reumatoide o nel morbo di Crohn, in cui il sistema immunitario attacca i tessuti sani di una persona.
Il vaccino inverso, descritto questa settimana su Nature Biomedical Engineering, sfrutta il modo in cui il fegato contrassegna naturalmente le molecole delle cellule distrutte con bandiere “non attaccare” per prevenire reazioni autoimmuni alle cellule che muoiono attraverso processi naturali.
I ricercatori del PME hanno accoppiato un antigene – una molecola attaccata dal sistema immunitario – con una molecola che assomiglia a un frammento di una cellula invecchiata che il fegato riconoscerebbe come amica, piuttosto che nemica. Il team ha dimostrato come il vaccino potrebbe fermare con successo la reazione autoimmune associata a una malattia simile alla sclerosi multipla.
“In passato, abbiamo dimostrato che potevamo utilizzare questo approccio per prevenire l’autoimmunità”, ha affermato Jeffrey Hubbell, Professore di ingegneria tissutale di Eugene Bell e autore principale del nuovo articolo. “Ma ciò che è così entusiasmante in questo lavoro è che abbiamo dimostrato che possiamo curare malattie come la sclerosi multipla dopo che è già in corso un’infiammazione, il che è più utile in un contesto del mondo reale“.
Svolgimento di una risposta immunitaria
Il compito delle cellule T del sistema immunitario è riconoscere cellule e molecole indesiderate, da virus e batteri a tumori, come estranee al corpo e liberarsene. Una volta che le cellule T lanciano un attacco iniziale contro un antigene, conservano un ricordo dell’invasore per eliminarlo più rapidamente in futuro.
Le cellule T, tuttavia, possono commettere errori e riconoscere le cellule sane come estranee. Nelle persone affette dal morbo di Crohn, ad esempio, il sistema immunitario attacca le cellule dell’intestino tenue; nei soggetti affetti da sclerosi multipla, le cellule T attaccano la mielina, il rivestimento protettivo attorno ai nervi.
Hubbell e i suoi colleghi sapevano che il corpo dispone di un meccanismo per garantire che le reazioni immunitarie non si verifichino in risposta a ogni cellula danneggiata del corpo, un fenomeno noto come tolleranza immunitaria periferica e che avviene nel fegato. Negli ultimi anni hanno scoperto che etichettare le molecole con uno zucchero noto come N-acetilgalattosamina (pGal) potrebbe imitare questo processo, inviando le molecole al fegato dove si sviluppa una tolleranza nei loro confronti.
“L’idea è che possiamo attaccare qualsiasi molecola vogliamo a pGal e questo insegnerà al sistema immunitario a tollerarla“, ha spiegato Hubbell. “Piuttosto che aumentare l’immunità come con un vaccino, possiamo ridurla in un modo molto specifico con un vaccino inverso“.
Nel nuovo studio, i ricercatori si sono concentrati su una malattia simile alla sclerosi multipla in cui il sistema immunitario attacca la mielina, provocando debolezza e intorpidimento, perdita della vista e, infine, problemi di mobilità e paralisi. Il team ha collegato le proteine della mielina a pGal e ha testato l’effetto del nuovo vaccino inverso. I ricercatori hanno scoperto che il sistema immunitario ha smesso di attaccare la mielina, consentendo ai nervi di funzionare nuovamente correttamente e invertendo i sintomi della malattia negli animali. In una serie di altri esperimenti, gli scienziati hanno dimostrato che lo stesso approccio ha funzionato per ridurre al minimo altre reazioni immunitarie in corso.
Verso la sperimentazione clinica
Oggi, le malattie autoimmuni sono generalmente trattate con farmaci che in generale bloccano il sistema immunitario.
“Questi trattamenti possono essere molto efficaci, ma bloccano anche le risposte immunitarie necessarie per combattere le infezioni e quindi ci sono molti effetti collaterali“, ha detto Hubbell. “Se invece potessimo trattare i pazienti con un vaccino inverso, questo potrebbe essere molto più specifico e portare a minori effetti collaterali”.
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È necessario ulteriore lavoro per studiare i composti pGal di Hubbell negli esseri umani, ma i primi studi di sicurezza di fase I sono già stati condotti su persone affette da celiachia, una malattia autoimmune associata al consumo di grano, orzo e segale e sono in corso studi di sicurezza di fase I. Tali sperimentazioni sono condotte dalla società farmaceutica Anokion SA, che ha contribuito a finanziare il nuovo lavoro e di cui Hubbell è cofondatore ed è consulente, membro del consiglio e azionista. Anche la Fondazione Alper Family ha contribuito a finanziare la ricerca.
“Non esistono ancora vaccini inversi clinicamente approvati, ma siamo incredibilmente entusiasti di far avanzare questa tecnologia“, afferma Hubbell.
