Le infezioni resistenti agli antibiotici, o resistenza agli antibiotici, rappresentano una vera minaccia globale. Nel 2019, loro causò la morte di più di un milione di persone, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). Fortunatamente non siamo privi di armi contro il fenomeno. Potremmo addirittura dire che il nostro arsenale si sta sviluppando abbastanza bene; l’uso dell’intelligenza artificiale, ad esempio, è una nuova strada di ricerca esplorata dagli scienziati.
Ecco un nuovo vaccino, sviluppato da un team di ricercatori guidati da Xuefei Huang (Università del Michigan) che potrebbe rappresentare un punto di svolta. Quest’ultimo prende di mira un batterio già altamente resistente: Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) e soprattutto il suo cugino resistente alla meticillina. I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati in la rivista Nature Communications.
Sfruttare il potenziale degli zuccheri per una protezione mirata
Progettare un vaccino universale contro le infezioni è stata una sfida di lunga data. Per riuscirci è fondamentale individuare un antigene efficace, una molecola che l’organismo riconosce come estranea e che innesca una risposta immunitaria protettiva. La maggior parte dei vaccini attuali si basa su antigeni proteici, ma Xuefei Huang, specialista in chimica e biologia dei carboidrati (zuccheri), esplora un approccio diverso.
È qui che entrano in gioco gli zuccheri che, a quanto pare, hanno un potenziale molto forte. Huang spiega: “ Le strutture dello zucchero sono molto specifiche per alcuni batteri […] Un vaccino efficace contro un batterio potrebbe essere del tutto inefficace contro un altro, anche molto simile. “. Ecco perché alcuni vaccini batterici, come il PREVNAR 20 della Pfizer (vaccino antipneumococcico), mirare a una moltitudine di ceppi (20 nel caso specifico).
L’obiettivo è quindi lo sviluppo un antigene comune a molti batteri, o anche tutti (idealmente), per una protezione ad ampio spettro. Il professor Gerald Pier della Harvard Medical School, collaboratore dello studio, da anni interessato a una sostanza promettente: il polisaccaride poli-β-(1−6)-N-acetilglucosamina (PNAG). Questo carboidrato è presente sulle pareti cellulari dello Staphylococcus aureus e su quelle di molti altri agenti patogeni, compresi i funghi.
Abbondante, accessibile e stabile, costituisce un bersaglio vaccinale duraturo. Gli studi sugli animali sono promettenti, ma sono necessari studi clinici rigorosi sugli esseri umani per dimostrarne l’efficacia. Se i risultati saranno conclusivi, un vaccino universale basato sul PNAG potrebbe rivoluzionare la lotta contro le infezioni e salvare innumerevoli vite.
Passaggio successivo: ottimizzare la struttura molecolare di PNAG
Per fare questo, la squadra di Huang ha creato 32 diverse strutture PNAG e ne hanno analizzato l’impatto sugli anticorpi. Come un’opera artistica progettata sotto forma di mosaico, ogni pezzo di mosaico e la sua posizione influenzeranno il risultato finale. Allo stesso modo, la disposizione degli elementi del PNAG è cruciale per la sua efficacia.
Come sottolinea Huang: “ Volevamo sapere: esiste una combinazione ottimale per migliorare l’efficacia del vaccino contro lo Staphylococcus aureus e la disposizione spaziale degli elementi gioca un ruolo ? “. Il gruppo di ricercatori ha quindi esaminato i componenti del PNAG su cui si era concentrata poca ricerca: ammine e gruppi acetile.
Grazie all’analisi delle 32 strutture realizzate, hanno scoperto un elemento fondamentale: la disposizione del mosaico è infatti determinante nell’efficacia del PNAG. “ Il motivo preciso è di notevole importanza » spiega Huang. Sono state scelte due combinazioni in particolare, perché sono particolarmente promettenti. Li hanno quindi abbinati a una piattaforma per la somministrazione di vaccini (Qbeta), basata su un virus che infetta i batteri.
Nei test condotti sui topi, sono risultate entrambe le strutture PNAG risultati estremamente efficaci per proteggerli Staphylococcus aureus.
Questa scoperta può essere paragonata a l’apertura di un nuovo fronte nella lotta alla resistenza agli antibiotici Secondo Huang, questi vaccini sono l’arma preferita in questa battaglia: “ I vaccini riducono il tasso complessivo di infezione, diminuendo la necessità di antibiotici […] Ciò riduce le possibilità che i batteri sviluppino resistenza, interrompendo il ciclo. I due vanno mano nella mano » ci spiega. Gli zuccheri utilizzati come antigeni potrebbero essere alleati chiave per la progettazione di vaccini in futuro.
- I ricercatori dell’Università del Michigan hanno sviluppato un nuovo vaccino efficace contro alcuni ceppi normalmente molto resistenti di Staphylococcus aureus.
- Hanno ottenuto questo risultato sfruttando il PNAG (un carboidrato).
- Ottimizzando la struttura molecolare del PNAG, potrebbe essere un ottimo candidato per contribuire alla progettazione di un vaccino universale.
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