Brevettata tecnologia per la produzione di vaccini genetici utili nella prevenzione di infezioni e cura dei tumori

Brevetto depositato il 29/12/2016 con numero 102016000131935

Due ricercatrici del settore delle Tecnologie Biomediche e delle Biotecnologie dell’ENEA, insieme ad un ricercatore dell’Istituto nazionale Tumori Regina Elena, hanno depositato un brevetto che riguarda la fusione di una sequenza di DNA, derivata da una sequenza segnale di una proteina di fagiolo (foto a dx in fondo) con una sequenza di DNA che codifica un antigene virale o tumorale.

La fusione, che ha riguardato principalmente antigeni del virus del papilloma umano (HPV), quando somministrata come vaccino genetico in animali da laboratorio (in particolare mediante elettroporazione), è stata in grado di generare una risposta immunitaria basata su anticorpi rapida, robusta e duratura. Tale strategia vaccinale è quindi potenzialmente utile per prevenire le infezioni, comprese infezioni emergenti, riemergenti (es. SARS CoV; Zika; influenza) o correlate all’insorgenza di cancro (come quelle relative all’infezione con il virus del papilloma umano, HPV) che hanno un notevole impatto medico sulla popolazione.

I vaccini genetici fanno parte della categoria dei cosiddetti ‘farmaci biologici’ in uso clinico già da qualche anno. Questi si basano sulla somministrazione, mediata da un vettore, della sequenza di DNA che codifica per un dato antigene (tumorale o derivato da un agente infettivo). Il vaccino genetico così ottenuto può essere iniettato direttamente nell'ospite, con un procedimento simile alle comuni tecniche di vaccinazione (ad es. per via intramuscolare): il plasmide utilizzerà i meccanismi cellulari dell'ospite per la produzione dell'antigene che a sua volta stimolerà nell'organismo una risposta immunitaria.

L'identificazione di antigeni in grado di indurre una risposta immunitaria efficace rappresenta un punto chiave nella progettazione razionale dei vaccini genetici, sia preventivi (in grado cioè di indurre nell'ospite una risposta immunitaria, in particolare di tipo umorale, che neutralizza il patogeno prima che possa sviluppare la malattia), che terapeutici (ossia in grado di risolvere la malattia già in atto). Il successo di questa tecnologia è già sfociato nella commercializzazione di alcuni prodotti in campo veterinario e nella valutazione di alcuni prodotti della stessa categoria in trial clinici di fase avanzata.

Allo stato attuale della ricerca, uno dei problemi principali da risolvere con vaccini genetici (sia preventivi che terapeutici) è la loro scarsa capacità di indurre una risposta immunitaria adeguata (produzione di anticorpi e/o risposte mediate da cellule).

Con la presente invenzione gli autori hanno dimostrato per la prima volta che una sequenza segnale derivante da una proteina vegetale, fusa alla porzione N-terminale di antigeni di HPV funziona anche in cellule umane ed è in grado di guidare il processamento dell’antigene attraverso la via di secrezione (foto a sx in fondo). Questa ‘ridistribuzione’ dell’antigene, insieme al tipo di somministrazione adottata, ossia l’elettroporazione, ha determinato una rapida, robusta e duratura risposta immunitaria basata su anticorpi anche contro antigeni particolarmente ‘abili’ a sfuggire al controllo del sistema immunitario.

In una strategia precedente, gli stessi inventori avevano progettato la fusione di un oncogene di HPV16 all'estremità N-terminale della sequenza codificante per una proteina di difesa vegetale mutata, un ‘carrier’ capace di generare risposte immunitarie citotossiche in grado di inibire la crescita di un tumore sperimentale per HPV (Brevetto europeo).

La scoperta delle proprietà di tali sequenze di origine vegetale in grado di incrementare in un caso le risposte immunologiche mediate da cellule (utili nel caso di tumori) e dall’altro risposte mediate da anticorpi (utili nel caso di infezioni), insieme all’impiego di tecnologie a basso costo (vaccini a DNA) permette lo sviluppo di una piattaforma ‘verde’ che potrebbe essere generalmente valida per la generazione di nuovi vaccini profilattici e/o terapeutici efficaci. Le sequenze ad attività immuno-stimolante di origine vegetale sono inoltre più sicure di quelle di derivazione umana o batterica che potrebbero indurre reazioni secondarie reazioni crociate autoimmuni.

 

Scheda

Per ulteriori informazioni:
Rosella Franconi
Silvia Massa

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