Colpo a una cura

Bryce Chackerian costruisce vaccini personalizzati, una particella alla volta

L'immagine sullo schermo sembra un pallone da calcio irregolare, tempestato di macchie rosse, verdi e blu (e alcuni punti gialli casuali)

Ma questa strana palla non ha nulla a che fare con lo sport. Piuttosto, rappresenta un nuovo modo audace di costruire qualcosa che probabilmente hai ricevuto dal tuo medico anni fa: un vaccino.

Al microscopio, questa sfera irregolare si moltiplica in molte identiche in un'immagine in scala di grigi. "È solo il guscio del virus", spiega Bryce Chackerian, PhD.

Per decenni, questi gusci - noti come particelle simili a virus o VLP - gli hanno dato un vantaggio contro i suoi avversari sul loro stesso territorio.

Chackerian, professore e vicepresidente del Dipartimento di genetica molecolare e microbiologia, è cresciuto nella Bay Area, dove suo padre lavorava come chimico per la NASA. Sebbene affermi che la scienza non fosse discussa spesso a casa loro, Chackerian andò all'Università della California, a Berkeley, durante la rivoluzione della biologia molecolare negli anni '1980.

Lì, ha studiato la genetica batterica e alla fine ha conseguito un dottorato in microbiologia presso l'Università di Washington mentre studiava il virus dell'immunodeficienza umana (HIV) con Julie Overbaugh, PhD. "È stato in quel laboratorio che mi sono interessato a esaminare fondamentalmente le interazioni ospite-patogeno", dice Chackerian.

Normalmente, il sistema immunitario controlla gli invasori stranieri, inclusi i virus. "I virus sono strutture uniche", afferma Chackerian. "Sono molto diversi dalle cose che hai nel tuo corpo." È grazie alla loro geometria unica che il tuo sistema immunitario può riconoscere e combattere il virus.

Alcuni virus e agenti patogeni hanno trovato il modo di nascondere le loro qualità aliene, utilizzando uno "scudo" di zuccheri che consente loro di evitare il rilevamento o di evolversi prima di essere riconosciuti. "Queste sono tutte cose che hanno quella che viene chiamata variazione antigenica, quindi le proteine ​​cambiano costantemente per eludere le risposte immunitarie", afferma Chackerian.

Quindi, come sconfiggere un virus che ha già superato in astuzia il tuo sistema immunitario? In poche parole, lo imiti.

Chackerian lo ha appreso per la prima volta lavorando con John Schiller, PhD, uno dei ricercatori il cui lavoro ha portato al vaccino contro il papillomavirus umano (HPV), presso il National Cancer Institute. "È stato un periodo entusiasmante in laboratorio perché avevano sviluppato questa tecnologia particellare simile a un virus", ricorda Chackerian.

Il team di Schiller ha scoperto che un'eccedenza di proteine ​​virali potrebbe tessere spontaneamente in una particella che sembra un virus, ma priva delle parti infettive. Quando Chackerian iniziò nel laboratorio di Schiller, avevano iniziato a usare queste particelle per creare vaccini, incluso uno per l'HPV. "Perché assomiglia al virus", spiega Chackerian, "se lo usi come immunogeno, suscita risposte anticorpali che possono proteggerti dall'infezione del virus".

Questo era solo l'inizio di ciò per cui questa tecnologia poteva essere utilizzata.

Chiedendosi se queste particelle potessero essere utilizzate nei vaccini per altre condizioni, Chackerian ha iniziato ad aggiungere cose ai VLP che normalmente non avrebbero richiesto una risposta immunitaria. Questi includevano pezzi delle nostre proteine ​​- come CCR-5, il recettore coinvolto nell'infezione da HIV, o TNF-a, una proteina coinvolta nell'artrite e nella psoriasi - che sono spesso trattate con anticorpi prodotti farmaceuticamente.

"Fondamentalmente, funziona", afferma Chackerian. "Prendiamo un piccolo pezzo di TNF-a o CCR5, lo disponiamo sulla superficie del VLP e poi usiamo quei VLP come immunogeno. Puoi ottenere risposte davvero, davvero forti contro gli auto-antigeni".

Saturando i VLP con questi auto-antigeni, Chackerian vede una produzione di anticorpi più forte da parte del sistema immunitario che dura più a lungo rispetto ad altre terapie. Questo apre le porte a vaccini più efficaci contro malattie che nessuno considererebbe prevenibili.

"Uno dei motivi per cui abbiamo pensato che un vaccino potesse essere una buona idea è che gli anticorpi monoclonali, in particolare, sono molto costosi e i vaccini sono generalmente economici", afferma Chackerian. Uno studio del 2018 pubblicato su Giornale americano di Managed Care ha riferito che il costo medio annuo dei trattamenti con anticorpi monoclonali per malattie come il cancro o le condizioni cardiovascolari era di circa $ 100,000.

"Questo potrebbe essere un modo per fornire un'alternativa alle terapie basate su anticorpi monoclonali", afferma.

Nel 2004, Chackerian ha trovato altri ricercatori con cui sviluppare questa tecnologia versatile dopo aver preso una posizione di facoltà presso l'UNM. Trovò rapidamente un partner in David Peabody, PhD, che condivideva l'interesse per questo lavoro e studiava i batteriofagi, virus che prendono di mira i batteri, da decenni.

Chackerian spiega che i fagi di Peabody non solo erano in grado di organizzarsi in VLP, ma che queste particelle erano più facili da produrre e su cui attaccare brevi pezzi di antigene. Dice che questa collaborazione è stata essenziale per dove il loro lavoro è oggi.

"È stato grandioso: fondamentalmente gestiamo un laboratorio congiunto", spiega Chackerian. "È sempre bello avere persone da cui buttare le idee."

La sua mentalità collaborativa si è estesa a molti altri laboratori in altri dipartimenti del campus. "È stato davvero bello lavorare in UNM: impostare queste collaborazioni è stato facile", afferma.

Collaborano anche con le università di tutto il paese, studiando vaccini per malaria, clamidia e Zika, oltre a colesterolo alto e cancro.

Il lavoro di Chackerian e Peabody ha prodotto molteplici brevetti, nonché un nuovo approccio all'uso dei VLP: scoperta di bersagli immunitari utilizzando una libreria di potenziali bersagli.

"L'idea alla base di questo altro sistema è che sostanzialmente elimina l'intero processo (prova ed errore)", spiega. "Possiamo creare queste librerie casuali e quindi vedere quale si adatta meglio a qualunque cosa vogliamo mirare".

La loro piattaforma VLP mirata è diventata la base per una nuova società di biotecnologie chiamata Agilvax, che Chackerian e Peabody hanno contribuito a fondare e per la quale sono membri del comitato consultivo. L'azienda sta attualmente utilizzando la piattaforma per sviluppare un vaccino contro il cancro al seno.

Nonostante la sua multiforme carriera, Chackerian crede che la sua eredità risieda anche nella prossima generazione di ricercatori. Trasmette le conoscenze e la passione apprese dai suoi mentori ai propri studenti e tecnici.

"Sono stato davvero fortunato ad avere così tante persone fantastiche che lavorano in laboratorio", dice, aggiungendo che vederli passare alla propria carriera è stato gratificante quanto il suo.

L'obiettivo attuale di Chackerian è quello di ottenere un vaccino per gli studi clinici, anche se sa che sarà impegnativo. "Abbiamo vaccini contro la maggior parte delle cose per cui è facile fare un vaccino", spiega, "quindi ciò che resta sono le cose difficili".

Tuttavia, questo non sembra infastidirlo, anzi, alimenta il suo desiderio di imparare il più possibile dagli esperti con cui collabora per utilizzare i suoi VLP per trattamenti migliori.

"Mi piace essere negli accademici", dice. "Mi piace essere la persona R&D - beh, più la persona R e non la persona D - queste sono le cose che mi piace fare."