Influenza Aviaria H5N1: Un Soffio di Speranza dal Naso con un Nuovo Vaccino?

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa che, lo ammetto, fa un po’ tremare le vene ai polsi: l’influenza aviaria H5N1, in particolare quel ceppo chiamato clade 2.3.4.4b. Questo virus non è solo un problema enorme per il pollame in tutto il mondo, ma ha dimostrato di poter saltare la barriera di specie, infettando uccelli selvatici, mammiferi marini, carnivori e, sì, purtroppo anche l’uomo. La sua capacità di mutare rapidamente e la possibilità di trasmissione da mammifero a mammifero (come visto nelle mucche da latte!) lo rendono un candidato preoccupante per una futura pandemia. Ecco perché la ricerca di vaccini efficaci e, soprattutto, ad ampio spettro (cioè che proteggano anche da varianti leggermente diverse) è più urgente che mai.

Un Nemico che Cambia Faccia: La Sfida dell’H5N1

Immaginate un nemico che cambia continuamente travestimento. Ecco, l’H5N1 è un po’ così. Le sue proteine di superficie, quelle che il nostro sistema immunitario impara a riconoscere dopo un vaccino (soprattutto l’emoagglutinina, HA, e la neuraminidasi, NA), mutano di frequente. Questo significa che un vaccino progettato per una versione specifica del virus potrebbe non funzionare altrettanto bene contro una nuova variante. È una corsa continua tra noi e il virus.

I vaccini tradizionali, spesso somministrati per iniezione intramuscolare, si basano su virus interi inattivati (WIV – Whole Inactivated Virus). Funzionano bene nello stimolare la produzione di anticorpi nel sangue (la cosiddetta immunità umorale sistemica), ma fanno poco per creare difese direttamente lì dove il virus entra per primo: le mucose del naso e delle vie respiratorie. Inoltre, la loro protezione è spesso molto specifica per il ceppo virale contenuto nel vaccino.

E se potessimo allenare le difese immunitarie proprio sulla porta d’ingresso del virus? Qui entra in gioco l’idea dei vaccini mucosali, somministrati ad esempio come spray nasale. Questi vaccini hanno il potenziale per stimolare non solo gli anticorpi sistemici (IgG), ma anche quelli locali (le IgA secretorie, sIgA) e l’immunità cellulare (i linfociti T) proprio nelle vie respiratorie. Questo tipo di risposta immunitaria “sul posto” è fondamentale per bloccare l’infezione sul nascere e offre maggiori possibilità di cross-protezione, cioè protezione anche contro ceppi virali diversi.

Esistono già vaccini influenzali mucosali basati su virus vivi attenuati (LAIV), ma portano con sé qualche preoccupazione sulla sicurezza, come la possibilità che il virus attenuato muti o si ricombini con altri virus. Usare un virus intero ma inattivato (WIV) per via intranasale eliminerebbe questi rischi, ma finora si è scontrato con un problema: far arrivare l’antigene (il virus inattivato) efficacemente attraverso le barriere naturali delle mucose (muco, ciglia) per stimolare una risposta forte.

Costruire un Super-Vaccino: Stabilità, Sicurezza ed Efficienza

Ed è qui che arriva il bello della ricerca di cui vi parlo oggi! Un gruppo di scienziati ha pensato: “Ok, vogliamo un vaccino WIV intranasale contro l’H5N1 clade 2.3.4.4b. Come possiamo renderlo super efficace?”. Hanno lavorato su più fronti:

• Stabilità dell’Antigene: Un vaccino deve resistere agli sbalzi di temperatura durante trasporto e conservazione. Analizzando l’evoluzione del virus, hanno scovato una mutazione chiave (chiamata R90K nell’emoagglutinina, HA) che, combinata con un’altra già nota (H110Y), rende il virus incredibilmente più stabile al calore, senza comprometterne le caratteristiche antigeniche (cioè la sua capacità di essere riconosciuto dal sistema immunitario). Immaginate una sorta di “armatura” molecolare!
• Produzione Efficiente ed Economica: Per produrre grandi quantità di vaccino a costi contenuti, serve che il virus si replichi bene nel sistema di produzione (spesso uova embrionate di pollo). Hanno modificato geneticamente il virus vaccinale usando la tecnica della “genetica inversa”. Hanno preso i geni HA e NA del ceppo H5N1 circolante e li hanno combinati con i geni interni di un ceppo “da laboratorio” (il famoso PR8), ma con un’astuzia: hanno sostituito un gene specifico (il PB2) del PR8 con una versione modificata (chiamata 310-MVV) derivata da un virus aviario H9N2. Questo “trucco” ha aumentato tantissimo la replicazione del virus nelle uova (più vaccino prodotto!) e, contemporaneamente…
• Maggiore Sicurezza Biologica: …ha ridotto la capacità del virus vaccinale di replicarsi nelle cellule di mammifero. Questo è fondamentale per ridurre i rischi nel caso (improbabile ma non impossibile) di esposizione accidentale durante la produzione o l’uso. Hanno creato un ceppo (chiamato 22W_KY) che è stabile, produttivo e più sicuro.

La Scelta Cruciale: Come ‘Spegnere’ il Virus Fa la Differenza

Una volta ottenuto il super-ceppo 22W_KY, bisognava inattivarlo (“spegnerlo”) per renderlo sicuro per la vaccinazione. Esistono diversi metodi chimici per farlo: formaldeide (F/A), β-propiolattone (BPL) e etilenimmina binaria (BEI). La domanda era: il metodo di inattivazione influisce sull’efficacia del vaccino, specialmente se somministrato per via nasale?

Hanno fatto un esperimento affascinante: hanno trattato il loro virus 22W_KY con i tre diversi agenti inattivanti e poi hanno verificato quanto bene questi virus “spenti” riuscissero ancora ad entrare nelle cellule epiteliali respiratorie umane in coltura (le cellule A549). Perché è importante? Perché anche se inattivato, il virus deve poter entrare nelle cellule per “presentare” i suoi antigeni al sistema immunitario locale.

I risultati sono stati netti:

• La formaldeide (F/A), che crea molti legami incrociati tra le proteine virali rendendo il virus molto rigido, permetteva un ingresso cellulare minimo.
• Il β-propiolattone (BPL), che agisce principalmente sul materiale genetico ma anche un po’ sulle proteine, dava risultati intermedi.
• L’etilenimmina binaria (BEI), che modifica soprattutto il genoma virale lasciando le proteine più “flessibili”, permetteva un ingresso nelle cellule nettamente superiore, quasi paragonabile a quello del virus vivo!

Questa scoperta è cruciale: suggerisce che il modo in cui inattivi il virus può fare una differenza enorme per un vaccino mucosale. Il BEI sembra preservare meglio la capacità del virus di interagire con le cellule, un passo fondamentale per stimolare l’immunità locale.

La Prova del Nove: Il Vaccino Funziona (e Come!) nei Topi

Ok, le cellule in laboratorio sono una cosa, ma il vaccino protegge davvero un organismo vivente? Per scoprirlo, hanno vaccinato gruppi di topi per via intranasale con il 22W_KY inattivato con F/A, BPL o BEI, e poi, dopo un richiamo, li hanno “sfidati” con dosi letali di due virus influenzali diversi:

1. Un ceppo H5N1 eterologo (SNU50-5): stesso sottotipo (H5N1) ma geneticamente e antigenicamente un po’ diverso dal ceppo vaccinale.
2. Un ceppo eterosubtipico (PR8, H1N1): un sottotipo completamente diverso (H1N1), che però condivideva con il vaccino i geni interni (tranne il PB2 modificato).

I risultati sono stati entusiasmanti, soprattutto per il vaccino inattivato con BEI (BEI_22W_KY):

• Contro l’H5N1 eterologo (SNU50-5): Tutti i vaccini hanno protetto dalla morte, ma i topi vaccinati con BEI_22W_KY (e BPL_22W_KY) non hanno perso peso e hanno eliminato completamente il virus dai polmoni e dal naso. Quelli vaccinati con F/A_22W_KY hanno mostrato una leggera perdita di peso iniziale e qualche traccia di virus residuo nei polmoni. Vincitore chiaro: BEI (e BPL).
• Contro l’H1N1 eterosubtipico (PR8): Qui la differenza è stata ancora più marcata. I topi non vaccinati sono morti rapidamente. Quelli vaccinati con F/A_22W_KY hanno perso molto peso e l’80% è morto, mostrando una protezione limitata. Il gruppo BPL_22W_KY ha avuto una perdita di peso transitoria e l’80% è sopravvissuto. Ma il gruppo BEI_22W_KY? Nessuna perdita di peso, 100% di sopravvivenza e carica virale nei polmoni e nel naso significativamente ridotta (addirittura non rilevabile in 2 topi su 3)! Questo dimostra una notevole protezione incrociata, probabilmente mediata da risposte immunitarie contro le parti interne del virus, conservate tra H5N1 e H1N1 (grazie alla costruzione del vaccino).

Immunità a 360 Gradi: Non Solo Anticorpi, Ma Anche Difese Locali

Ma cosa succedeva a livello immunitario per spiegare questi risultati? Hanno analizzato sangue, lavaggi nasali (NW) e lavaggi broncoalveolari (BAL) dei topi vaccinati.

• Anticorpi nel sangue (Sistemici): Sorprendentemente, nessuno dei vaccini intranasali ha indotto alti livelli di anticorpi inibenti l’emoagglutinazione (HI), quelli classici misurati per i vaccini iniettabili. Tuttavia, tutti hanno indotto anticorpi neutralizzanti (VN) e inibenti la neuraminidasi (NI) contro l’H5N1 (sia il ceppo vaccinale che quello eterologo SNU50-5). È interessante notare che il vaccino BEI_22W_KY ha indotto i livelli più alti di anticorpi IgG totali contro tutti e tre i virus (vaccino, H5N1 eterologo, H1N1 eterosubtipico), suggerendo una risposta più ampia, forse anche contro le proteine interne.
• Anticorpi nelle mucose (Locali): Qui il BEI_22W_KY ha davvero brillato. Ha indotto livelli significativamente più alti di IgA secretorie (sIgA) nel lavaggio broncoalveolare (BAL), cioè nei polmoni, rispetto agli altri due vaccini. Le sIgA sono la prima linea di difesa sulle mucose! Ha anche indotto buoni livelli di IgG nel BAL, specialmente contro i ceppi di sfida.
• Immunità Cellulare (Linfociti T): L’analisi delle cellule T (quelle che uccidono le cellule infette e aiutano a coordinare la risposta) ha mostrato che il vaccino BEI_22W_KY induceva una risposta T più forte, specialmente nei polmoni, caratterizzata dalla produzione di una citochina importante, il TNF-α. Questa risposta era particolarmente evidente contro il virus PR8 (H1N1), rafforzando l’idea che il vaccino stimoli l’immunità contro le proteine interne conservate.

Un Futuro Più Sicuro? Le Promesse di Questo Approccio

Quindi, cosa ci portiamo a casa da tutto questo? Abbiamo un candidato vaccino intranasale contro l’H5N1 (il ceppo 22W_KY) che è stato ingegnerizzato per essere:

• Più stabile: Grazie alle mutazioni R90K e H110Y, resiste meglio al calore. Questo è un vantaggio enorme per la distribuzione e conservazione, specialmente in aree con risorse limitate.
• Più produttivo e sicuro: La modifica del gene PB2 aumenta la resa nelle uova e diminuisce il rischio per i mammiferi.
• Ottimizzato per la via nasale: L’inattivazione con BEI sembra preservare la struttura del virus in modo ottimale per l’ingresso nelle cellule mucosali e la stimolazione immunitaria locale.
• Capace di indurre protezione ampia: Ha protetto completamente da un H5N1 eterologo e in modo significativo da un H1N1 eterosubtipico, inducendo risposte IgG sistemiche, IgA mucosali robuste (specialmente nei polmoni) e risposte T-cellulari forti, probabilmente anche contro le proteine interne.

Certo, siamo ancora a livello di studi preclinici sui topi, e serviranno ulteriori ricerche su altri modelli animali e, infine, sull’uomo. Ma i risultati sono davvero promettenti. Questo approccio che combina un ceppo virale ottimizzato, l’inattivazione con BEI e la somministrazione intranasale potrebbe rappresentare una strategia potente non solo contro l’attuale minaccia dell’H5N1 clade 2.3.4.4b, ma potenzialmente anche contro future varianti influenzali o altri virus respiratori. Un vaccino che si spruzza nel naso, stabile, sicuro e ad ampio spettro? Sarebbe davvero un bel passo avanti nella nostra lotta contro le pandemie. Staremo a vedere!

Fonte: Springer