Una goccia di sangue per capire come una persona può rispondere ad un’infezione virale. Un semplice test per svelare i segreti dell’interazione del corpo di un singolo soggetto con un ceppo virale, per arrivare a mettere a punto vaccini ed anticorpi davvero su misura. A prima vista sembra fantascienza ed in effetti siamo solo agli inizi. Ma a far balenare questa ipotesi arriva una ricerca degli esperti di Scripps Research apparsa su Nature Biomedical Engeneering. Anche se può sembrare semplice speculazione, lo studio potrebbe avere risvolti pratici di grandissima importanza. Lo rivela in una nota della struttura d’oltre Oceano Andrea Ward, autore senior dello studio. “Ci permette di ottenere una rapida istantanea degli anticorpi mentre si evolvono dopo un vaccino o l’esposizione a un agente patogeno”, segnala l’esperto, sottolineando come si sia davvero vicini alla meta.
UNA TECNICA SU MISURA
Quando una persona viene infettata da un virus o riceve un vaccino, il sistema immunitario crea nuovi anticorpi per riconoscere l’estraneo. Alcuni anticorpi funzionano bene contro il patogeno, mentre altri vi si attaccano solo debolmente. Capire esattamente a quali parti del virus si attaccano i migliori anticorpi è un’informazione fondamentale per gli scienziati che cercano di ottimizzare i vaccini, poiché vogliono progettare vaccini che suscitino risposte immunitarie forti e affidabili. “Se sappiamo quali anticorpi specifici inducono la risposta più protettiva contro un virus, allora possiamo progettare nuovi vaccini che inducano la risposta a tali anticorpi”, segnala Leigh Sewall, studentessa laureata presso Scripps Research e prima autrice della pubblicazione. Nel 2018, il laboratorio di Ward ha presentato una tecnica nota come mappatura epitopica policlonale basata sulla microscopia elettronica, EMPEM. Questo metodo ha permesso agli scienziati di visualizzare come gli anticorpi presenti nei campioni di sangue si legano a un virus. Sebbene fosse innovativo, presentava degli svantaggi: richiedeva un’intera settimana per essere completato e richiedeva quantità di sangue relativamente elevate.
MAPPATURA EPITOPICA POLICLONALE
Il nuovo sistema viene definito mappatura epitopica policlonale (mEM) basata su microfluidica EM. I ricercatori partono da 4 microlitri di sangue estratti da un essere umano o da un animale, circa 100 volte meno di quanto richiesto dall’EMPEM originale. Il sangue viene iniettato in un minuscolo chip riutilizzabile in cui le proteine virali sono attaccate a una superficie speciale. Mentre il sangue scorre attraverso il chip, gli anticorpi le riconoscono e si legano a esse. Quindi, le proteine virali, con eventuali anticorpi attaccati, vengono delicatamente rilasciate dal chip e preparate per l’imaging mediante microscopia elettronica standard. L’intero processo richiede solo circa 90 minuti. Per testare il valore e l’efficacia dell’mEM, il team di ricerca ha utilizzato il sistema per mappare gli anticorpi in esseri umani e topi che avevano ricevuto un vaccino contro un virus o erano stati infettati da esso, tra cui influenza, SARS-CoV-2 e HIV. La nuova tecnica non solo si è rivelata rapida nel mappare le interazioni tra anticorpi e questi virus, ma anche più sensibile dell’EMPEM: ha rivelato nuovi siti di legame degli anticorpi sia sulle proteine dell’influenza che su quelle del coronavirus che non erano stati individuati da EMPEM. Per monitorare l’evoluzione degli anticorpi nel tempo nei singoli topi dopo aver ricevuto una vaccinazione contro uno dei patogeni, il team ha prelevato piccoli campioni di sangue da un topo in diversi momenti.
SVILUPPI FUTURI
I ricercatori stanno ora lavorando per automatizzare e rendere utilizzabile su amplissima scala il sistema, il che potrebbe consentire l’elaborazione in parallelo di decine di campioni. L’auspicio è che mEM diventi uno strumento ampiamente adottato per monitorare e guidare lo sviluppo di vaccini contro patogeni che vanno dai coronavirus alla malaria.
