(Antivirali-Immagine Credit Public Domain).
I ricercatori della Stanford University, tra cui sei studenti universitari, hanno creato un metodo poco costoso per produrre gocce nasali che potrebbero arginare la diffusione di virus come SARS-CoV-2. L’approccio potrebbe essere vantaggioso per le persone che vivono in paesi con risorse limitate.
Utilizzando uova di gallina e articoli per la casa, hanno escogitato un modo per estrarre e purificare gli anticorpi presenti nei tuorli – chiamati immunoglobuline Y (IgY) – che sono sicuri e possono prevenire o curare molte malattie infettive. Gli studenti hanno identificato un modo per purificare le IgY senza un laboratorio o prodotti chimici e attrezzature costosi, purché siano disponibili elettricità e un congelatore.
“Le IgY purificate dalle uova di galline immunizzate potrebbero essere uno strumento per rallentare la diffusione dei virus nell’aria“, ha affermato Daria Mochly-Rosen, PhD, Professore di medicina traslazionale del George D. Smith, che ha supervisionato il team di ricerca.
“L’uso di IgY non significa sostituire i vaccini, ma integrarli”, ha aggiunto. “Solo il 10% circa delle persone che vivono in paesi a basso reddito è immunizzato contro SARS-CoV-2 nel terzo anno della pandemia. Questo non è abbastanza”.
Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Global Health. Mochly-Rosen, Presidente e fondatore del programma SPARK Global della Stanford University, che aiuta a tradurre la ricerca biomedica in applicazioni cliniche attraverso partnership tra università e industria, è stato l’autore senior dello studio. Gli studenti erano coautori.
Sebbene le gocce nasali sarebbero probabilmente efficaci solo per poche ore, Mochly-Rosen ha notato che potrebbero fornire protezione quando le persone entrano in uno spazio affollato, come un aereo o un’aula scolastica. Inoltre, quando un virus cambia o ne appare uno nuovo, le galline potrebbero essere immunizzate con la nuova variante proteica, generando nuove IgY, che possono quindi essere purificate e distribuite più velocemente di un nuovo vaccino.
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I ricercatori hanno scelto le gocce nasali come sistema di somministrazione sulla base dell’evidenza che la trasmissione di COVID-19 può essere ridotta nei punti di ingresso nel corpo, compreso il naso. Gli anticorpi IgY agiscono legandosi al virus e impedendo il suo accesso ai recettori nel passaggio nasale.
Immagine: gli studenti universitari Anna Hudson e Alison Jia rompono le uova in un separatore per estrarre il tuorlo, dal quale isoleranno gli anticorpi. Credito immagine: Anna Hudson / Stanford University
Una fabbrica di anticorpi
Le uova di gallina contengono naturalmente anticorpi, che proteggono i pulcini appena nati, dalle malattie. Le galline produrranno uova che hanno anticorpi contro un nuovo virus se alle galline vengono iniettate proteine (antigeni) di quel virus. Dopo l’iniezione, ci vogliono circa tre settimane perché gli anticorpi efficaci si manifestino nelle uova.
Mochly-Rosen ha iniziato a ricercare anticorpi contro SARS-CoV-2 dalle uova di galline immunizzate a metà del 2020. Uno studio condotto in Australia ha riscontrato che le gocce nasali sono sicure.
Nel giugno 2021, Mochly-Rosen e il suo team hanno proseguito con un documento di revisione pubblicato su Frontiers in Immunology che descrive in dettaglio i molti potenziali usi delle IgY di pollo per rilevare, prevenire e trattare in sicurezza le infezioni e le malattie infettive degli animali e dell’uomo, tra cui l’epatite B, Zika virus e febbre dengue.
Ma tutto ciò ha portato a una domanda scottante per Mochly-Rosen: esisteva un modo a basso costo per estrarre gli anticorpi IgY dalle uova che potevano essere utilizzati in aree prive di un laboratorio?
Mochly-Rosen ha posto la domanda a un gruppo di matricole di Stanford che si sono iscritte alla ricerca attraverso Stanford Students in Biodesign e Biopharma, un club per coloro che sono interessati alla tecnologia medica. “Ci siamo incontrati [online] ogni lunedì alle 21:00… e abbiamo discusso su come rompere le uova, isolare gli anticorpi usando ingredienti domestici e adattare le apparecchiature domestiche”.
Poiché la loro ricerca è stata condotta principalmente l’anno scorso, quando le restrizioni COVID-19 hanno limitato le riunioni nel campus, gli studenti hanno lavorato nelle loro case e dormitori, hanno utilizzato materiali domestici ordinari, come bicarbonato di sodio e aceto, e attrezzature da cucina, come un robot da cucina.
La ricerca “è stata un’opportunità incredibile ed era in linea con la mia attenzione all’equità e all’accessibilità per la protezione contro il COVID in tutto il mondo”, ha affermato Allison Jia. Lei e un collega ricercatrice “erano rintanati nella sua stanza del dormitorio a rompere le uova per trovare il modo migliore per estrarre il tuorlo”.
Hanno testato i livelli di pH di vari ingredienti, come pompelmo e succo di limone, per trovare il miglior sostituto dei prodotti chimici commerciali. “Il team ha scelto l’aceto in parte perché è più ampiamente disponibile della frutta fresca in molti luoghi”, ha detto Jia, ora al secondo anno.
Ad altri studenti è stato affidato il compito di trovare prodotti per la casa che girassero ad alta velocità per simulare una centrifuga. Hanno provato un rasoio elettrico e un frullatore prima di stabilirsi su un robot da cucina modificato per contenere le provette, ha riferito Mochly-Rosen.
Come fare gocce antivirali per il naso
Gli studenti hanno lavorato con uova acquistate da negozi di alimentari, servizi di consegna di generi alimentari online o altre fonti, quindi le uova erano prive di anticorpi contro virus come SARS-CoV-2. Tuttavia, le uova contenevano diversi anticorpi, che gli studenti potevano isolare. Il processo di isolamento è lo stesso per qualsiasi anticorpo.
Ecco, in breve, la ricetta che hanno ideato: separare il tuorlo dall’albume, quindi stemperare il tuorlo in acqua. Aggiungere l’aceto, agitare delicatamente, quindi congelare fino a quando non sarà solido. Scongelare e filtrare il composto per eliminare il grasso. Aggiungere sale e posizionare la soluzione in provette in una centrifuga commerciale o improvvisata, dove le forze gravitazionali provocano la formazione di perline morbide sul fondo delle provette. Sciogliere le perline in acqua, neutralizzarle con bicarbonato di sodio e mettere la soluzione in un contagocce.
“Le analisi di laboratorio hanno confermato che i protocolli funzionavano così come, se non meglio, dei processi commerciali”, ha affermato Mochly-Rosen.Secondo il metodo degli studenti, ogni uovo ha prodotto circa 90 milligrammi di anticorpi IgY o circa 25 dosi. La soluzione di IgY purificata è stabile a temperatura ambiente per un massimo di due settimane e per molto più tempo se preparata in condizioni sterili e refrigerata.
I ricercatori hanno anche sviluppato un kit che include tutto il necessario per l’intero processo, inclusi un separatore di tuorlo d’uovo, guanti, bottiglie, sale, strisce di pH e pipette. Esistono due versioni del kit: una con una centrifuga improvvisata (un robot da cucina con le istruzioni per trasformarlo in una centrifuga utilizzando una stampante 3D) e una senza (per i laboratori con una centrifuga commerciale).
Tutti i materiali del kit, tranne il robot da cucina, entrano in una scatola da 15 pollici.
Un piano per la distribuzione
Secondo i ricercatori, un laboratorio industriale o accademico potrebbe produrre un antigene COVID-19 o un antigene da un altro virus e inviarlo agli allevatori di polli per iniettarlo nelle loro galline. Gli allevatori potevano quindi distribuire gli anticorpi alle galline ovaiole o alle loro uova.
Mochly-Rosen spera che i produttori di robot da cucina siano disposti a realizzare una centrifuga improvvisata a costi contenuti per le aree rurali che non hanno accesso alle centrifughe commerciali.
La loro analisi dei prezzi suggerisce che una dose che utilizza il kit costerebbe solo 20 centesimi rispetto a $ 5,40 in un ambiente commerciale.
“Questa potrebbe essere una soluzione efficace ed economica”, ha affermato Mochly-Rosen. “Se stiamo cercando di affrontare adeguatamente un’epidemia o una pandemia, dobbiamo assicurarci che una soluzione sia disponibile velocemente e ovunque”.
Fonte: Università di Stanford
