Una nuova ricetta potrebbe portare a migliori vaccini COVID-19

Una siringa su uno sfondo nero

Un nuovo studio che esamina il modo in cui le cellule umane attivano il sistema immunitario in risposta all'infezione da SARS-CoV-2 potrebbe aprire la porta a vaccini ancora più efficaci e potenti contro il coronavirus e le sue varianti rapidamente emergenti.

I ricercatori dicono che è il primo vero sguardo a esattamente quali tipi di "bandiere rosse" il corpo umano usa per ottenere l'aiuto delle cellule T, assassini che il sistema immunitario invia per distruggere le cellule infette. Fino ad ora, i vaccini COVID si sono concentrati sull'attivazione di un diverso tipo di cellula immunitaria, le cellule B, che sono responsabili della creazione di anticorpi.

Sviluppo di vaccini per attivare l'altro braccio del sistema immunitario, il Cellule T-potrebbe aumentare drasticamente l'immunità contro il coronavirus e, soprattutto, le sue varianti.

Come riportato nella rivista Cella, i ricercatori affermano che gli attuali vaccini potrebbero mancare di alcuni importanti frammenti di materiale virale in grado di innescare una risposta immunitaria olistica nel corpo umano. Sulla base delle nuove informazioni, "le aziende dovrebbero rivalutare i loro progetti di vaccini", afferma Mohsan Saeed, virologo presso i National Emerging Infectious Diseases Laboratories (NEIDL) dell'Università di Boston e co-autore del documento.

Saeed, un assistente professore di biochimica presso la School of Medicine, ha eseguito esperimenti su cellule umane infettate dal coronavirus. Ha isolato e identificato quei pezzi mancanti di proteine ​​SARS-CoV-2 all'interno di uno dei laboratori di livello 3 di sicurezza biologica (BSL-3) del NEIDL.


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"Questa è stata una grande impresa perché molte tecniche di ricerca sono difficili da adattare per alti livelli di contenimento [come BSL-3]", afferma Saeed. "La pipeline complessiva di ricerca sul coronavirus che abbiamo creato al NEIDL e il supporto di tutto il nostro team NEIDL ci hanno aiutato lungo la strada".

Saeed è stato coinvolto quando i genetisti computazionali Pardis Sabeti e Shira Weingarten-Gabbay lo hanno contattato. Speravano di identificare frammenti di SARS-CoV-2 che attivano le cellule T del sistema immunitario.

"L'emergere di varianti virali, un'area di ricerca attiva nel mio laboratorio, è una delle principali preoccupazioni per lo sviluppo del vaccino", afferma Sabeti, leader nel programma per le malattie infettive e il microbioma del Broad Institute. È anche professoressa di biologia dei sistemi all'Università di Harvard, biologia organica ed evolutiva, immunologia e malattie infettive, nonché ricercatrice dell'Howard Hughes Medical Institute.

"Siamo entrati subito in azione perché il mio laboratorio aveva [già] generato linee cellulari umane che potevano essere prontamente infettate con SARS-CoV-2", afferma Saeed. Gli sforzi del gruppo sono stati guidati da due membri del laboratorio Saeed: Da-Yuan Chen, un associato post-dottorato, e Hasahn Conway, un tecnico di laboratorio.

Dall'inizio della pandemia di COVID all'inizio del 2020, gli scienziati di tutto il mondo conoscevano l'identità di 29 proteine ​​prodotte dal virus SARS-CoV-2 nelle cellule infette, frammenti virali che ora costituiscono la proteina spike in alcuni vaccini contro il coronavirus, come il Moderna. , Pfizer-BioNTech e vaccini Johnson & Johnson.

Successivamente, gli scienziati hanno scoperto altre 23 proteine ​​nascoste all'interno della sequenza genetica del virus; tuttavia, la funzione di queste proteine ​​aggiuntive era un mistero fino ad ora. Le nuove scoperte di Saeed e dei suoi collaboratori rivelano, in modo inaspettato e critico, che il 25% dei frammenti di proteine ​​virali che attivano il sistema immunitario umano per attaccare un virus proviene da queste proteine ​​virali nascoste.

In che modo esattamente il sistema immunitario rileva questi frammenti? Le cellule umane contengono “forbici” molecolari“—chiamate proteasi—che, quando le cellule vengono invase, eliminano frammenti di proteine ​​virali prodotte durante l'infezione. Quei pezzi, contenenti proteine ​​​​interne esposte dal processo di sminuzzamento, come il modo in cui viene esposto il torsolo di una mela quando il frutto viene segmentato, vengono quindi trasportati alla membrana cellulare e spinti attraverso speciali porte.

Lì, si attaccano all'esterno della cellula agendo quasi come un autostoppista, salutando l'aiuto dei linfociti T che passano. Una volta che le cellule T notano queste bandiere virali che spuntano attraverso le cellule infette, lanciano un attacco e cercano di eliminare quelle cellule dal corpo. E questa risposta delle cellule T non è insignificante: Saeed afferma che ci sono collegamenti tra la forza di questa risposta e se le persone infette dal coronavirus sviluppano o meno una malattia grave.

"È abbastanza notevole che una firma immunitaria così forte del virus provenga da regioni [della sequenza genetica del virus] a cui eravamo ciechi", afferma Weingarten-Gabby, autore principale dell'articolo e borsista post-dottorato nel laboratorio Sabeti. "Questo è un sorprendente promemoria del fatto che la ricerca guidata dalla curiosità è alla base delle scoperte che possono trasformare lo sviluppo di vaccini e terapie".

"La nostra scoperta ... può aiutare nello sviluppo di nuovi vaccini che imiteranno in modo più accurato la risposta del nostro sistema immunitario al virus", afferma Sabeti.

Le cellule T non solo distruggono le cellule infette, ma memorizzano anche i flag del virus in modo che possano lanciare un attacco, più forte e più veloce, la prossima volta che appare la stessa o una diversa variante del virus. Questo è un vantaggio cruciale, perché Saeed e i suoi collaboratori affermano che il coronavirus sembra ritardare la capacità della cellula di chiamare l'aiuto immunitario.

"Questo virus vuole non essere rilevato dal sistema immunitario il più a lungo possibile", afferma Saeed. “Una volta notato dal noticed sistema immunitario, verrà eliminato e non lo vuole”.

Sulla base delle loro scoperte, afferma Saeed, una nuova ricetta per il vaccino, che incorpora alcune delle proteine ​​interne scoperte di recente che compongono il virus SARS-CoV-2, sarebbe efficace nello stimolare una risposta immunitaria in grado di affrontare un'ampia gamma di nuove varianti di coronavirus emergenti. . E data la velocità con cui queste varianti continuano ad apparire in tutto il mondo, un vaccino in grado di fornire protezione contro tutti loro sarebbe un punto di svolta.

Il supporto per lo studio è venuto dall'Istituto Superiore di Sanità; l'Istituto Nazionale di Allergie e Malattie Infettive; il Consorzio per l'analisi dei tumori proteomici clinici del National Cancer Institute (NCI); una borsa di studio per il programma di scienze della frontiera umana; una borsa di studio post-dottorato Gruss-Lipper; una borsa di studio del programma di leadership STEM Zuckerman; una borsa di studio post-dottorato Rothschild; l'Istituto di ricerca sul cancro/fondazione Hearst; una borsa di studio per la ricerca universitaria della National Science Foundation; Borse di studio a lungo termine EMBO; un Cancer Research Institute/Bristol-Myers Squibb Fellowship; il Parker Institute for Cancer Immunotherapy; il Collettivo Emerson; la Fondazione di beneficenza G. Harold e Leila Y. Mathers; la Fondazione Bawd; fondi di avvio dell'Università di Boston; la Fondazione Mark e Lisa Schwartz; il Consorzio del Massachusetts per la preparazione agli agenti patogeni; il Ragon Institute di MGH, MIT e Harvard; e il Laboratorio nazionale di Frederick per la ricerca sul cancro.

Fonte: Boston University

Circa l'autore

Kat McAlpine-Boston

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Questo articolo è apparso originariamente su Futurity

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