Attirare i batteri in una trappola

Lo sviluppo di vaccini contro i batteri è in molti casi molto più difficile di quello contro i virus. Come praticamente tutti gli agenti patogeni, i batteri possono modificarsi geneticamente per sfuggire all'efficacia dei vaccini. Per molti patogeni, tali adattamenti genetici portano a una riduzione della virulenza sotto la pressione di una vaccinazione. Gli agenti patogeni sfuggono quindi alla vaccinazione, ma al costo di essere meno facilmente trasmissibili o di causare meno danni. Alcuni patogeni, tuttavia, tra cui molti batteri, sono estremamente bravi a modificarsi in modo tale da sfuggire contemporaneamente all'effetto di una vaccinazione (evasione immunitaria) e rimanere comunque altamente infettivi.

Per gli scienziati che sviluppano vaccini, questa evasione immunitaria è un problema di principio da decenni. Se vogliono sviluppare vaccini contro batteri patogeni, spesso si rendono conto rapidamente che diventano inefficaci.

Sfruttare l'evasione immunitaria

Tuttavia, i ricercatori dell'ETH di Zurigo e dell'Università di Basilea hanno ora sfruttato proprio questo meccanismo per vaccinare i batteri. Sono riusciti a sviluppare un vaccino contro la salmonella che non elimina i batteri intestinali, ma li rende meno dannosi.

"Siamo riusciti a dimostrare che l'evasione immunitaria non è solo una sfida importante per lo sviluppo dei vaccini, ma che può essere utilizzata in modo specifico a beneficio degli animali e degli esseri umani", spiega l'ETH Emma Slack. "Slack ha guidato lo studio, al quale hanno collaborato numerosi ricercatori di vari gruppi dell'ETH di Zurigo e di altre istituzioni, insieme al professore dell'ETH Wolf-Dietrich Hardt e a Médéric Diard, professore del Biozentrum dell'Università di Basilea.

Il vaccino combinato porta all'obiettivo

Nel loro studio, gli scienziati hanno vaccinato i topi con una serie di vaccini leggermente diversi contro Salmonella typhimurium,e hanno osservato come le salmonelle presenti nell'intestino degli animali cambiassero geneticamente per sfuggire all'effetto del vaccino. I ricercatori hanno così potuto analizzare l'intero spettro di possibili mutazioni di evasione immunitaria in Salmonella typhimurium determinare. Infine, i ricercatori hanno prodotto un vaccino combinato a partire da quattro ceppi di Salmonella che copriva l'intero spettro delle possibilità di evasione genetica del batterio.

Come reazione di evasione immunitaria a questo vaccino combinato, si sviluppò sorprendentemente una Salmonella in cui un'importante molecola di superficie si era atrofizzata. Sebbene questi batteri fossero ancora in grado di moltiplicarsi nell'intestino degli animali, avevano difficoltà a penetrare nei tessuti corporei e a causare malattie. Il motivo è che la molecola di superficie fa parte di un rivestimento protettivo dei batteri che li protegge dalle reazioni di difesa degli animali ospiti e dai virus, che spesso infettano e uccidono i batteri. Nei test condotti sui topi, gli scienziati sono riusciti a dimostrare che il loro nuovo vaccino previene le malattie da salmonella in modo più efficace rispetto ai vaccini esistenti autorizzati per l'uso nei suini e nei polli.

Gli scienziati intendono ora utilizzare lo stesso principio per sviluppare vaccini contro altri microrganismi, ad esempio contro ceppi batterici resistenti agli antibiotici. È anche ipotizzabile che l'approccio possa essere utilizzato a livello biotecnologico per modificare in modo specifico i microrganismi con l'aiuto della pressione di selezione generata dalla vaccinazione.

L'anno scorso gli scienziati sono stati nominati per il premio Spark dell'ETH di Zurigo per questo lavoro di ricerca, che ora è stato pubblicato per la prima volta su una rivista scientifica. Ulteriori informazioni in questo video: