Creare un vaccino contro il COVID-19

Gli scienziati dell'UNM applicano le loro particelle simili a virus, che utilizzano parti intercambiabili, per combattere il virus che causa il COVID-19

David Peabody, PhD, e Bryce Chackerian, PhD, stanno creando vaccini da particelle che sono l'opposto dei cavalli di Troia: sembrano mortali all'esterno ma sono innocui all'interno.

L'idea, dice Peabody, è di ingannare il corpo facendogli credere che sia stato infettato da un nemico microscopico. La reazione del corpo alla presunta infezione lo prepara all'assalto del vero nemico.

Gli scienziati dell'Università del New Mexico, Peabody e Chackerian stanno utilizzando una sovvenzione di un anno di 250,000 dollari per realizzare un vaccino per la protezione contro il COVID-19 utilizzando le particelle simili a virus che hanno sviluppato.

Le particelle sferiche sono prodotte da batteri e possono essere fatte sembrare qualsiasi cosa pericolosa: un parassita, una cellula cancerosa, un virus. Peabody può ingegnerizzare geneticamente le particelle per visualizzare una parte delle proteine ​​di superficie del parassita, della cellula o del virus - la parte è chiamata epitopo - all'esterno. Il pattern ripetuto dell'epitopo incita il sistema immunitario a reagire con forza e a formare anticorpi contro l'epitopo.

Tuttavia, decorare l'esterno delle particelle simili a virus con epitopi non è sufficiente per scongiurare le malattie. Gli anticorpi hanno una forma unica come gli epitopi a cui si legano. Chackerian spiega che non tutti gli anticorpi fermeranno un virus.

"Per i vaccini virali, l'obiettivo è produrre anticorpi neutralizzanti", afferma. "Questo è un anticorpo che può attaccarsi al virus e quindi impedire efficacemente al virus di infettare una cellula".

Per realizzare un vaccino contro il COVID-19, Chackerian e Peabody stanno utilizzando la conoscenza del genoma del virus SARS-CoV-2, che causa la malattia respiratoria.

Peabody riassume: "Produciamo una particella simile a un virus che mostra sulla sua superficie frammenti di SARS-CoV-2. E se quei frammenti di SARS-CoV-2 suscitano anticorpi che neutralizzano il virus, questo è un vaccino".

Peabody e Chackerian affermano di poter creare rapidamente candidati al vaccino e di disporre di un sistema in grado di indirizzare il sistema immunitario a rispondere a epitopi specifici. In precedenza, le loro particelle simili a virus sono state utilizzate per produrre vaccini per colpire il papillomavirus umano, la malaria e persino le cellule metastatiche del cancro al seno.

"L'obiettivo", afferma Chackerian, "sarebbe quello di sviluppare un vaccino che sviluppi risposte forti e durature alle parti del virus che sono fondamentali per la sua funzione".

Peabody e Chackerian non conoscono le parti specifiche del virus SARS-CoV-2 da prendere di mira, ma possono fare ipotesi plausibili. Oltre alla sequenza del genoma del virus SARS-CoV-2, hanno informazioni su come il sistema immunitario delle persone ha risposto a un virus simile durante l'epidemia di SARS nel 2003. Peabody afferma che i due virus sono strutturalmente abbastanza simili da condividere probabilmente epitopi.

Ma ogni candidato al vaccino dovrà essere testato per la sua capacità di suscitare anticorpi che bloccano l'ingresso del virus in una cellula. I test richiedono tempo e un team scientifico. Il team di Peabody e Chackerian comprende Steven Bradfute, PhD, presso l'UNM Center for Global Health, e Kathryn Frietze, PhD, e Alison Kell, PhD, presso il Dipartimento di genetica molecolare e microbiologia dell'UNM.

Per creare una pipeline di possibili vaccini, Peabody e Frietze selezionano potenziali bersagli epitopi e ingegnerizzano particelle simili a virus. Chackerian vaccina gli animali di prova e raccoglie campioni di sangue da loro. Lui e Kell stanno anche conducendo studi per confermare che i vaccini si legano effettivamente ai bersagli cellulari previsti. E Bradfute sta testando campioni di sangue degli animali per verificare che i loro anticorpi blocchino l'infezione.

Questo lavoro e questi test hanno luogo prima degli studi clinici. Tuttavia, una volta che un candidato al vaccino ha successo in una sperimentazione clinica, Peabody e Chackerian intendono lavorare con un partner e si aspettano di produrre grandi quantità di vaccino in breve tempo.

Gli studi clinici, tuttavia, possono richiedere anni per garantire sicurezza ed efficacia. Ma Peabody e Chackerian vedono un altro vantaggio che le particelle simili a virus possono offrire.

"Immaginiamo un mondo in cui esiste una piattaforma tecnologica pre-approvata per l'uso [nell'uomo], con parti intercambiabili che si scambiano per corrispondere a qualsiasi minaccia si stia cercando di affrontare", afferma Peabody. "[Quindi] l'aggiunta di un altro epitopo da un agente diverso sarà approvata più rapidamente che se dovessi iniziare completamente da zero."

David Peabody, PhD, è Professore nel Dipartimento di Genetica Molecolare e Microbiologia presso la UNM School of Medicine e membro generale dell'UNM Comprehensive Cancer Center.

Bryce Chackerian, PhD, è professore e vicepresidente del Dipartimento di genetica molecolare e microbiologia della UNM School of Medicine e membro a pieno titolo dell'UNM Comprehensive Cancer Center.

Il National Cancer Institute of the National Institutes of Health sostiene la ricerca riportata in questa pubblicazione con il numero di premio P30CA118100-15S5. Investigatore principale: David Peabody, PhD. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente le opinioni ufficiali del National Institutes of Health.