Immagine: gli scienziati dell’EPFL hanno utilizzato un nuovo approccio computazionale per creare proteine artificiali, che ha mostrato risultati promettenti per lo sviluppo in vivo di vaccini funzionali. Questo approccio apre la possibilità di progettare vaccini più sicuri ed efficaci. Credito: EPFL.
I vaccini sono uno degli interventi più efficaci per prevenire la diffusione di malattie infettive. Attivano il sistema immunitario per produrre anticorpi che proteggono il corpo dalle infezioni. Tuttavia, mancano ancora vaccini efficaci per molti importanti agenti patogeni come l’influenza o la febbre dengue.
“Quando un vaccino non funziona bene, tendiamo a pensare che sia perché gli anticorpi prodotti non sono protettivi”, afferma Bruno Correia, Professore presso il Laboratory of Protein Design & Immunoengineering (LPDI) della School of Engineering dell’EPFL. “Di solito è perché il nostro sistema immunitario sta semplicemente producendo il tipo sbagliato di anticorpi“. Gli scienziati del laboratorio di Correia hanno ora sviluppato una strategia per progettare proteine artificiali che istruiscono in modo molto preciso il sistema immunitario per la produzione di anticorpi.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science.
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Costruire proteine come Lego
Il team EPFL ha creato proteine artificiali progettate utilizzando metodi computazionali. “Queste proteine non esistono in natura”, spiega Che Yang, un dottorando e co-autore principale dello studio. “Abbiamo sviluppato un algoritmo di progettazione delle proteine chiamato TopoBuilder che consente di costruire proteine praticamente come se stessi mettendo insieme i mattoncini Lego. L’assemblaggio di proteine artificiali che hanno nuove funzioni è assolutamente affascinante“, afferma Fabian Sesterhenn, anche lui dottorando e co-autore.
Una malattia senza vaccino
Il team di Correia si è concentrato sulla progettazione di proteine de novo che possono sfociare in un vaccino per il virus respiratorio sinciziale (RSV). L‘RSV provoca gravi infezioni polmonari ed è una delle principali cause di ricovero in Ospedale nei neonati e negli anziani. “Nonostante diversi decenni di ricerca, fino ad oggi, non esiste ancora alcun vaccino o cura per il virus respiratorio sinciziale”, afferma Correia. Le proteine artificiali sono state create in laboratorio e quindi testate su modelli animali e hanno indotto il sistema immunitario a produrre anticorpi specifici contro i punti deboli del virus RSV. “I nostri risultati sono incoraggianti perché indicano che un giorno saremo in grado di progettare vaccini che colpiscono virus specifici in modo più efficace, spingendo il sistema immunitario a generare quei particolari anticorpi“, afferma Correia. “Abbiamo ancora molto lavoro da fare per rendere più efficace il vaccino che abbiamo sviluppato – questo studio è un primo passo in quella direzione.”
I metodi per la creazione di proteine de novo hanno applicazioni ben oltre l’immunologia: possono anche essere utilizzati in vari rami della biotecnologia per espandere la gamma strutturale e funzionale delle proteine naturali. “Ora possiamo utilizzare gli strumenti di progettazione delle proteine per creare proteine per altre applicazioni biomediche come farmaci a base di proteine o biomateriali funzionalizzati“, conclude Sesterhenn.
Fonte: Science
