RICERCA ITALIANA     

Virus e VLP (virus like particles) di origine vegetale come vaccini per la malattia di Alzheimer (AD)

Università degli Studi di Bari

Abstract

La malattia di Alzheimer (AD) è una grave forma di demenza il cui principale marker patologico è rappresentato dall’accumulo cerebrale di beta amiloide (A-beta). L’idea di un vaccino per la prevenzione e/o il trattamento dell’AD si basa su alcune evidenze sperimentali che hanno dimostrato come la somministrazione di A-beta1-42 sia in grado di stimolare la produzione di anticorpi anti-A-beta, a loro volta in grado di ridurre i depositi cerebrali di beta amiloide. Un trial clinico in cui è stata utilizzata A-beta1-42 in associazione con QS-21 come adiuvante (AN-1792), è stato tuttavia interrotto in fase IIa per la comparsa, in un numero significativo di pazienti, di segni di encefalomielite, un evento attribuibile ad una spiccata attivazione della risposta cellulo-mediata di tipo Th1. Allo stato attuale, pertanto, il target per lo sviluppo di nuovi vaccini è quello di evitare di stimolare le risposte immunitarie cellulo-mediate elicitando al contempo una adeguata risposta umorale di tipo Th2. Tale obiettivo può essere raggiunto utilizzando un antigene derivato dall’estremità N-terminale dell’A-beta (contenente prevalentemente epitopi B cellulari), che sia espresso su un vettore in un numero elevato di copie (evitando così l’uso di adiuvanti) e che sia somministrato per via nasale od orale. In tale contesto, virus o VLP (virus like particles), modificati geneticamente in maniera tale da esprimere sul rivestimento proteico superficiale numerose copie antigeniche, costituiscono >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giuseppina Piazzolla Università degli Studi di BARI

Obiettivo del Programma di Ricerca

- Produzione di sistemi chimerici virali basati sull'uso del PVA e del ceppo Fny di CMV per l'espressione dell'intera sequenza della beta amiloide e/o di peptidi da essa derivati.
- Studio ed identificazione dei punti di inserimento più adatti per una esposizione ottimale dell'epitopo.
- Studio epidemiologico dei virus chimerici prodotti.
- Valutazione della stabilità dei virus chimerici in ambiente gastro-intestinale simulato.
- Valutazione delle risposte umorali e cellulari Ag-specifiche generate dall'immunizzazione parenterale con peptidi solubili della beta amiloide e con i relativi virus vegetali chimerici in un modello murino.
- Studio delle risposte umorali e cellulari Ag-specifiche dopo immunizzazione per via orale con virus vegetali chimerici in un modello murino e valutazione della capacità di tale protocollo di elicitare una risposta T cellulare prevalentemente di tipo Th-2.
- Sviluppo di CMV/VLPs e PVA/VLPs come carriers.
- Studio delle proprietà immunologiche delle VLPs prodotte.
- Effetti dell'immunizzazione con virus/VLPs vegetali chimerici esprimenti residui peptidici della beta amiloide in modelli di topi transgenici per l'AD.

Risultati parziali attesi

In primo luogo, considerando la vasta gamma di ospiti edibili del CMV (sedano, lattuga, cetriolo, pomodoro, carota, peperone, fragola e banana) e del PVA (patata, pomodoro), ci si attende di poter utilizzare forme chimeriche di questi virus come vettori per la creazione di un vaccino orale per l’AD.
I risultati attesi comprendono, in particolare:
- la produzione di chimere virali di CMV e PVA in grado di replicare attivamente nei loro ospiti naturali e, al contempo, di esprimere e presentare efficacemente al sistema immunitario peptidi A-beta correlati;
- ottenere la replica di tali forme chimeriche in componenti commestibili delle piante (frutti, foglie e radici) al fine di fornire una via agevole ed a basso costo per la somministrazione di antigeni. La somministrazione dell'antigene attraverso cellule vegetali offrirebbe infatti il vantaggio di proteggere lo stesso dall’ambiente acido dello stomaco. Fra i vantaggi e le potenzialità applicative dei vaccini di origine vegetale non va poi trascurata la possibilità concreta di eliminare il rischio di contaminazione con patogeni animali quali virus e proteine prioniche, con conseguente riduzione significativa dei rischi associati all’uso di molti tipi di vaccini;
- la produzione in pianta di particelle chimeriche simil virali (VLP) in grado di esprimere inserti estranei anche voluminosi al fine di creare e testare biologicamente dei sistemi "chaperon" estremamente promettenti nel >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La malattia di Alzheimer (AD) è la forma più comune di demenza e rappresenta, al contempo, una delle principali patologie umane. Il marker patologico dell’AD è rappresentato dalla deposizione intracerebrale di placche costituite da aggregati di beta-amiloide (A-beta) (1). Attualmente, si ritiene che l’approccio terapeutico più promettente per i pazienti affetti da AD sia rappresentato da agenti in grado di agevolare lo smaltimento dei depositi di beta-amiloide o che abbiano come target i verosimili precursori di tale placche, ovvero le forme solubili o oligomeriche della A-beta. Evidenze sperimentali hanno infatti dimostrato che la vaccinazione con A-beta1-42 è in grado di stimolare la produzione di anticorpi anti-A-beta, a loro volta in grado di ridurre i depositi cerebrali di amiloide e di indurre un significativo miglioramento cognitivo (2, 3). Dopo i primi incoraggianti risultati ottenuti in fase pre-clinica, sono stati avviati trials clinici basati sull'utilizzo della A-beta1-42 in associazione con QS-21 come adiuvante (AN-1792). Sebbene la sperimentazione sia stata interrotta prematuramente per la comparsa in alcuni pazienti di segni di encefalomielite (4), l’analisi retrospettiva dello studio ha dimostrato la fondatezza dell’ipotesi iniziale, dal momento che i pazienti vaccinati nel protocollo AN-1792 sviluppavano una efficace risposta anticorpale associata ad una clearance della beta amiloide cerebrale (5) e ad un rallentamento del declino cognitivo (6, 7). La >>>