Nanocorpi: la Nuova Arma Segreta per Fermare la Malaria Prima che Venga Trasmessa?

Ragazzi, parliamoci chiaro: la malaria è ancora un osso duro. Nonostante i progressi, parliamo ancora di centinaia di milioni di casi e centinaia di migliaia di morti ogni anno, specialmente nelle zone più vulnerabili del pianeta. E diciamocelo, negli ultimi anni la situazione non è migliorata, anzi, con il COVID-19 che ha scombussolato i servizi sanitari, abbiamo visto persino una recrudescenza. Per questo, come ricercatori, siamo sempre alla ricerca di nuove strategie, di qualcosa che possa affiancare e potenziare le armi che già abbiamo. L’ideale? Qualcosa di semplice da usare, che non richieda applicazioni continue e che riduca il rischio di trasmissione a lungo termine.

Il Viaggio del Parassita: Un Tallone d’Achille nella Zanzara

Una delle chiavi per bloccare la malaria è interrompere il suo ciclo vitale proprio lì dove avviene la magia (per il parassita, s’intende!): nella zanzara. Quando una zanzara Anopheles punge una persona infetta, ingerisce i gametociti del parassita *Plasmodium falciparum*. Nell’intestino della zanzara, questi si trasformano, si fondono e diventano oocineti mobili. Il passaggio da oocinete a oocisti, attraversando la parete intestinale della zanzara, è un momento critico, un vero e proprio “collo di bottiglia” dove molti parassiti non ce la fanno. Questo perché la zanzara attiva le sue difese immunitarie, cercando di eliminare gli intrusi. È proprio qui che entra in gioco il nostro bersaglio.

PfPIMMS43: La Proteina Chiave per la Sopravvivenza del Parassita

Abbiamo identificato una proteina sulla superficie degli oocineti (e poi anche degli sporozoiti, la forma infettiva per l’uomo) chiamata PfPIMMS43. Sembra essere fondamentale per il parassita in questa fase delicata. In pratica, aiuta il *Plasmodium* a superare le difese immunitarie della zanzara e a completare il suo sviluppo. Studi precedenti avevano già mostrato che anticorpi “normali” contro PfPIMMS43 potevano ridurre l’infezione nelle zanzare. Ma noi volevamo qualcosa di più… qualcosa di “nano”.

Arrivano i Nanocorpi: Piccoli, Potenti e Specifici

E qui entra in gioco la parte più affascinante. Abbiamo sviluppato degli anticorpi speciali, chiamati nanocorpi (o VHH). Derivano da anticorpi particolari che si trovano nei camelidi, come i lama (sì, proprio loro!). Perché sono così interessanti?

• Sono molto più piccoli degli anticorpi tradizionali (~15 kDa contro ~150 kDa).
• Hanno una struttura più semplice.
• Mantengono una forte capacità di legarsi al loro bersaglio (alta affinità).
• Sono più facili da produrre e modificare in laboratorio.

Insomma, sembravano perfetti per il nostro scopo. Abbiamo immunizzato dei lama con una versione ricombinante di PfPIMMS43 e poi abbiamo “pescato” i nanocorpi più promettenti dal loro sangue. Ne abbiamo selezionati nove, basandoci sulle loro differenze nelle regioni che legano l’antigene (le CDR).

La Prova del Nove: Funzionano Davvero?

Abbiamo prodotto questi nanocorpi in batteri (*E. coli*) e abbiamo verificato che si legassero sia alla proteina PfPIMMS43 ricombinante che a quella “vera”, prodotta dai parassiti nell’intestino delle zanzare infette. Quattro di loro (chiamati G9, E5, C12 ed E2) hanno mostrato un’affinità di legame particolarmente alta.

E i risultati dei test di trasmissione? Beh, lasciatemelo dire, sono stati elettrizzanti! Abbiamo usato le cosiddette “Standard Membrane Feeding Assays” (SMFA), in cui zanzare di laboratorio (*Anopheles coluzzii*) vengono nutrite con sangue infetto contenente i gametociti del *Plasmodium falciparum* (ceppo NF54) e i nostri nanocorpi a diverse concentrazioni.
I risultati sono stati netti:

• Tutti e quattro i nanocorpi ad alta affinità hanno ridotto significativamente il numero di oocisti (lo stadio successivo del parassita) nell’intestino delle zanzare.
• L’effetto era dipendente dalla concentrazione: più nanocorpi mettevamo, minore era l’infezione.
• Alla concentrazione più alta (100 µg/ml), la riduzione delle oocisti è stata impressionante: 86% per G9, 99% per E5, 89% per C12 e 83% per E2 rispetto al controllo!
• Anche a concentrazioni più basse, G9 ed E2 hanno mostrato una notevole capacità di bloccare la trasmissione.

Dal Laboratorio al Campo: La Sfida della “Vita Reale”

Ok, funzionano in laboratorio con ceppi standard. Ma la malaria sul campo è un’altra storia, i parassiti sono più “selvaggi”. Così abbiamo preso i due nanocorpi migliori (G9 ed E5) e li abbiamo testati in Tanzania, usando zanzare locali (*Anopheles gambiae*) e sangue prelevato da bambini portatori di gametociti naturali di *P. falciparum* (ovviamente con tutti i consensi etici del caso!). Questo si chiama “Direct Membrane Feeding Assay” (DMFA).
Anche qui, i risultati sono stati molto incoraggianti:

• Entrambi i nanocorpi hanno ridotto drasticamente il numero di oocisti, confermando l’efficacia anche contro i parassiti “reali”.
• A 100 µg/ml, G9 ha ridotto le oocisti del 99% (praticamente azzerandole!) ed E5 del 79%.
• Hanno funzionato bene anche a concentrazioni inferiori, riducendo significativamente sia il numero di parassiti per zanzara (intensità) sia la percentuale di zanzare infette (prevalenza).

Capire Dove Colpiscono: La Mappa degli Epitopi

Per capire meglio *come* funzionano questi nanocorpi, dovevamo scoprire esattamente a quale parte della proteina PfPIMMS43 si legano (il cosiddetto epitopo). Usando tecniche specifiche (digestione enzimatica e spettrometria di massa), abbiamo identificato le “zone calde” sulla proteina riconosciute dai nostri quattro campioni (G9, E5, C12, E2).
È emerso un dato interessante: tutti e quattro si legano a regioni nella seconda metà della proteina PfPIMMS43, una zona che sembra essere più conservata tra i diversi ceppi di parassiti. Abbiamo anche usato modelli computerizzati (AlphaFold) per visualizzare in 3D come G9 interagisce con PfPIMMS43, confermando che l’epitopo è accessibile sulla superficie del parassita. Questo modello suggerisce anche che PfPIMMS43 potrebbe essere una proteina parzialmente “disordinata”, flessibile, il che potrebbe aiutarla a “mascherare” il parassita dal sistema immunitario della zanzara.

Sfide e Visioni Future: Zanzare OGM Anti-Malaria?

Certo, ci sono ancora sfide. I vaccini tradizionali che puntano a bloccare la trasmissione (TBV) spesso faticano a indurre titoli anticorpali abbastanza alti e duraturi nell’uomo, specialmente per proteine come PfPIMMS43 che compaiono solo nella zanzara (anche se PfPIMMS43 è presente anche negli sporozoiti, il che apre spiragli interessanti per un possibile richiamo immunitario naturale). Inoltre, il parassita potrebbe evolvere e sviluppare resistenza, mutando proprio negli epitopi riconosciuti dai nanocorpi (abbiamo già visto qualche indizio in questo senso analizzando i geni di parassiti selvatici).

Ma qui viene il bello, la parte quasi fantascientifica che però stiamo esplorando seriamente: e se invece di vaccinare le persone, “vaccinassimo” le zanzare? L’idea è di modificare geneticamente le zanzare in modo che producano esse stesse questi nanocorpi anti-PfPIMMS43 nel loro intestino. Ogni volta che una zanzara modificata si nutre di sangue infetto, i nanocorpi sarebbero già lì, pronti a bloccare il parassita. E con le tecnologie di gene drive, potremmo persino fare in modo che questa caratteristica “anti-malaria” si diffonda rapidamente nelle popolazioni di zanzare selvatiche.

È una prospettiva entusiasmante! I nostri risultati dimostrano che PfPIMMS43 è un bersaglio validissimo e che i nanocorpi sono strumenti potenti per colpirlo. La strada è ancora lunga, ma questa strategia basata sui nanocorpi, magari combinata con zanzare geneticamente modificate, potrebbe davvero rappresentare una svolta nella lotta per eliminare la malaria. Stiamo aprendo una nuova frontiera, e non vediamo l’ora di vedere dove ci porterà!

Fonte: Springer