La formula a tre composti, definita provocatoriamente un vaccino dai suoi creatori, ha bloccato le infezioni da microbi noti come MRSA e Pseudomonas aeruginosa
Alcune persone ricoverate in ospedale muoiono non per la malattia o l’incidente che le ha fatte ricoverare, ma per i germi che hanno contratto una volta lì. Solo negli Stati Uniti, ogni anno si registrano centinaia di migliaia di infezioni nosocomiali, che causano decine di migliaia di decessi. Nel tentativo di ridurre questo numero di vittime, i ricercatori hanno ora messo a punto un cocktail immunitario che aumenta la sopravvivenza dei topi esposti ai microbi responsabili.
La formulazione a tre composti, che i ricercatori definiscono, con sottile sarcasmo, un vaccino, ha fornito fino a 28 giorni di protezione dal noto batterio ospedaliero Pseudomonas aeruginosa, tra gli altri, e sembra funzionare potenziando il sistema immunitario innato – la prima linea di risposta generalizzata dell’organismo agli agenti patogeni invasori.
Tuttavia, i ricercatori fanno notare che i vaccini si riferiscono tipicamente a prodotti che utilizzano un microbo o parti di esso per innescare un’immunità specifica e duratura contro uno o più agenti patogeni correlati. Questo nuovo prodotto, che utilizza ingredienti non specifici per fornire una protezione a breve termine contro diversi batteri e funghi, è meglio definito “stimolante immunitario” o “potenziatore”.
La formula di rafforzamento dell’immunità, descritta oggi su Science Translational Medicine, è stata scoperta per errore mentre i ricercatori cercavano di sviluppare un vaccino tradizionale contro i batteri che distruggono gli antibiotici, lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA). Brad Spellberg, ricercatore di malattie infettive presso il Los Angeles General Medical Center, e colleghi avevano combinato le proteine di questo microbo con tre composti immunostimolanti, o adiuvanti, ritenuti in grado di migliorare l’efficacia del vaccino: un composto chimico chiamato idrossido di alluminio, particelle intere di glucano dalle pareti cellulari dei funghi e il monofosforil lipide A, un ingrediente delle membrane cellulari batteriche.
Il cocktail risultante ha aumentato i tempi di sopravvivenza nei topi il cui sangue è stato successivamente infettato da MRSA, ma, inaspettatamente, anche la formulazione di controllo contenente solo gli adiuvanti. “Le proteine [MRSA] erano completamente irrilevanti”, dice Spellberg. “Abbiamo iniziato a chiederci: “Potrebbe funzionare anche contro altri organismi?””.
Testando i coadiuvanti contro altri batteri e modificando man mano la ricetta, i ricercatori hanno trovato un’altra combinazione – idrossido di alluminio, lipide monofosforilico A e un composto fungino chiamato mannano – che forniva una protezione ancora migliore e funzionava contro un maggior numero di microbi associati agli ospedali.
Spellberg ha scoperto che la formula limitava le infezioni del sangue da parte di batteri resistenti ai farmaci come la Klebsiella pneumoniae resistente ai carbapenem, una delle principali cause di infezioni del flusso sanguigno, e di funghi come la Candida albicans. Ha funzionato anche contro le infezioni polmonari, come quelle causate da P. aeruginosa resistente ai carbapenem, una causa particolarmente comune di malattia nei pazienti con fibrosi cistica.
Sebbene la maggior parte dei topi non trattati sia morta entro pochi giorni dalla cattura di questi germi, i topi che hanno ricevuto i coadiuvanti sono sopravvissuti fino a diverse settimane. Ripetendo l’esperimento con un piccolo numero di roditori modificati per avere cellule immunitarie umane anziché di topo, si è visto che la formulazione aumentava ancora la sopravvivenza, suggerendo che l’approccio potrebbe funzionare anche nelle persone.
L’effetto non è stato duraturo: un mese dopo l’immunizzazione, le differenze nei tassi di sopravvivenza tra topi trattati e non trattati sono scomparse. Tuttavia, la breve durata della protezione non sarebbe un grosso svantaggio se i risultati venissero applicati agli esseri umani, osserva Kolls, poiché la maggior parte dei pazienti trascorre solo poche settimane in ospedale.
Diversi altri esperimenti hanno suggerito che il sistema immunitario innato dei topi era la chiave dell’effetto protettivo del cocktail. I ricercatori hanno scoperto che i topi privi di cellule B e T mature, componenti del sistema immunitario adattativo che orchestrano le risposte specifiche ai patogeni, erano comunque protetti dalla combinazione di adiuvanti. I roditori privi di macrofagi funzionali, cellule sentinella che fagocitano gli agenti patogeni e sono necessarie per la risposta immunitaria innata, sono andati molto peggio.
Spellberg fa un parallelo tra i risultati di questo studio e il lavoro di altri gruppi sui cosiddetti effetti “fuori bersaglio” del vaccino Bacillus Calmette-Guérin (BCG), sviluppato per la tubercolosi (TB) e contenente batteri indeboliti. Sebbene il vaccino BCG induca una protezione contro i microbi che causano la tubercolosi nel modo standard, attraverso il sistema immunitario adattativo, la ricerca suggerisce che fornisca anche una protezione aggiuntiva contro alcuni virus respiratori, tra gli altri germi, probabilmente potenziando l’immunità innata.
I dati dell’équipe sostengono certamente un ruolo centrale dell’immunità innata, afferma Isabelle Bekeredjian-Ding, ricercatrice sui vaccini presso l’Istituto Paul Ehrlich, “ma ci sono ancora alcune domande aperte” sul meccanismo preciso. Ad esempio, i ricercatori hanno dimostrato che il cocktail innesca cambiamenti nell’attività genica dei macrofagi, ma non è chiaro come questi portino alla protezione contro l’infezione. L’autrice aggiunge che la mancanza di un meccanismo non rappresenta necessariamente un ostacolo alla valutazione della formula negli studi clinici.
Jalees Rehman, biologo cellulare presso il College of Medicine dell’Università dell’Illinois, afferma che il lavoro futuro dovrebbe innanzitutto verificare se la combinazione di coadiuvanti possa innescare un’infiammazione pericolosa nei pazienti, in particolare in quelli inclini alle malattie autoimmuni. I primi segnali sono rassicuranti – le analisi delle molecole di segnalazione chiamate citochine nel sangue dei topi trattati indicano uno stato complessivamente antinfiammatorio – ma per esserne certi saranno necessari studi su altri tessuti e animali soggetti a malattie autoimmuni.
Si chiede anche quali pazienti potrebbero trarre i maggiori benefici da questo nuovo approccio. “Lo si somministra a tutte le persone che entrano in ospedale? Bisogna essere certi che non abbiano un’infezione preesistente?”. Spellberg, che è citato come co-inventore nei brevetti relativi alle scoperte, afferma che lui e i suoi colleghi stanno già indagando su questa domanda mentre cercano partner di ricerca per portare il lavoro in studi clinici. I dati preliminari suggeriscono che la formulazione non peggiora le infezioni esistenti, aggiunge Spellberg, “ma si tratta di un aspetto scientifico che deve essere chiarito”.
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