Vaccini Genetici: Una tecnologia da tenere d'occhio

DNA

La rivista di divulgazione "Scientific American" ha recentemente incluso i vaccini genetici nelle "Dieci tecnologie da tenere d'occhio". La ricerca di nuove strategie di vaccinazione prende in considerazione non solo la risposta immunitaria indotta dal vaccino, ma anche fattori pratici come facilità di produzione, conservazione e costi: il DNA soddisfa la maggior parte di questi criteri ed è quindi un buon candidato per la generazione di vaccini contro le malattie infettive o il cancro.

Il principio di ogni vaccinazione è quello di introdurre una sostanza estranea nell'organismo, in modo da "istruire" il sistema immunitario a riconoscere il nemico, senza causare la malattia. Le cellule immunitarie “ricorderanno” quella sostanza e si attiveranno rapidamente ad ogni successivo incontro. I vaccini standard contengono l'intero agente patogeno morto o attenuato o più frequentemente parti di esso, come proteine o peptidi; ma possono anche essere composti dai geni che codificano le proteine di interesse.

Che senso ha usare i vaccini a DNA?

Le proteine sono solo i prodotti finali di un processo di cui il DNA è il punto di partenza. Infatti, il DNA contiene le istruzioni per la sintesi delle proteine e, viceversa, ogni proteina è generata da una sequenza genetica distinta. Pensate a un virus (o qualsiasi altro agente patogeno intracellulare) che infetta una cellula: in un primo momento, inizia a replicare il proprio genoma; poi, determinate sequenze di DNA vengono convertite in proteine virali, alcune delle quali vengono processate in piccoli frammenti ed esposte sulla membrana della cellula ospite. Questa operazione rende le cellule infette "visibili" al sistema immunitario, intrinsecamente programmato per riconoscere e attaccare ciò che è "non-self".

Questo è il segnale: c'è un'infezione in corso e l'organismo è pronto per reagire! Viene indotta una forte risposta citotossica, in cui specialisti immunitari chiamati linfociti T CD8 rilasciano enzimi litici che distruggono le cellule infette. Lo stesso tipo di risposta viene attivato anche contro una varietà di proteine tumorali, sintetizzate nel citoplasma cellulare a partire da sequenze di DNA mutate o espresse in modo anomalo e quindi diverse dalle controparti sane.

Ecco quale è il senso di usare vaccini a DNA: la somministrazione di materiale genetico, che viene poi convertito in proteina quando è già dentro la cellula, mima lo stesso processo ed è potenzialmente in grado di indurre lo stesso tipo di risposta immunitaria citotossica rispetto alle proteine sintetizzate in modo endogeno da agenti patogeni intracellulari o cellule tumorali. In altre parole, i vaccini del DNA sono i candidati ideali per mobilitare i nostri migliori soldati immunitari contro i bersagli intracellulari.

CD8 T lymphocytes recognize
Linfociti T CD8 riconoscono le proteine “non-self” esposte sulla superficie di una cellula infetta per mezzo del loro recettore (TCR) e rilasciano enzimi litici che la distruggono

Ci sono anche ulteriori vantaggi, come facilità di manipolazione e produzione su larga scala, costi, biocompatibilità e bassa tossicità. Inoltre, un singolo vaccino può contenere i geni che codificano per più proteine e essere rapidamente modificato nel caso di agenti patogeni mutanti o per includere nuove caratteristiche.

L’unica vera limitazione con il DNA è la sua scarsa immunogenicità intrinseca: la maggior parte dei vaccini non è riuscita a indurre risposte immunitarie significative negli esseri umani. Questa non è certo la fine per i vaccini a DNA; piuttosto ci fa capire che siamo ancora solo all'inizio! C’è un enorme margine di miglioramento e i ricercatori stanno studiando per aumentare l'immunogenicità dei vaccini genomici, sperimentando nuovi adiuvanti, fusioni con sequenze immunomodulatorie e diverse strategie di somministrazione.

Noi continueremo a tenere d’occhio i vaccini genetici mentre si fanno strada nella pratica clinica!

Erika salvatori

Fonte:
Geoffrey Ling (2017). Genomic Vaccines Fight Disease in Ways Not Possible Before. Scientific American.

Questo Articolo è disponibile anche in lingua inglese bandiera inglese

 
 

Vaccini genetici, Linfociti T CD8, immunogenicità

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