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Colera: due grandi novità low cost per la prevenzione, il trattamento e la diagnosi precoce

Un mix di probiotici naturali e ingegnerizzati per trattare il colera e da usare come strumento diagnostico ‘vivente’ rapido; un nuovo vaccino vivo e attenuato che entra in azione in un giorno, per proteggere la popolazione durante un’epidemia. Queste le due grandi novità nel campo del colera, dopo anni e anni di silenzio. Pubblicate su Science Translational Medicine.

14 GIU - Sono scoperte definite rivoluzionarie dagli addetti ai lavori e riguardano la messa a punto di nuove strategie di trattamento e prevenzione contro il colera:  la prima è un vaccino anti-colera vivo e attenuato a rapida azione; l’altra un mix di probiotici naturali e bioingegnerizzati da usare come prevenzione, trattamento e per la diagnosi rapida di infezione. Entrambi le strategie  si sono rivelate in grado di prevenire delle gravi forme di colera in modelli animali.
 
Sebbene si tratti di dati iniziali, la speranza è che possano presto tradursi in strategie concrete, per controllare le epidemie di colera che puntualmente si verificano in qualche parte del mondo (terribili quelle verificatesi di recente ad Haiti e nello Yemen). Ogni anno muoiono di colera nel mondo dalle 21.000 alle 143.000 persone. Qualunque novità in questo campo è dunque guardata con grande interesse dalla comunità scientifica internazionale. Soprattutto quando si tratta di soluzioni low cost, quindi applicabili su vasta scala anche in Paesi a basso income.
 
I trattamenti attuali per il colera prevedono robuste strategie di reidratazione per via parenterale e un vaccino orale, che impiega però settimane a evocare una risposta immunitaria; questo naturalmente limita gravemente l’efficacia di una campagna di vaccinazione nel bel mezzo di un’epidemia di colera.

 
Ed ecco dunque le nuove proposte dei ricercatori americani, autori degli studi appena pubblicati, che si sono guadagnati la cover di Science Translational Medicine.
 
Batteri ingegnerizzati per un vaccino vivo e attenuato ad azione rapida. 
L’obiettivo di Troy Hubbard e colleghi, autori dello studio pubblicato su  Science Translational Medicine  era dunque quello di realizzare un vaccino ad azione rapida. Per ottenere lo scopo, hanno messo a punto un ceppo attenuato di colera detto Haiti V (proprio perché basato sul ceppo responsabile dell’epidemia di Haiti del 2010), utilizzandolo come base per un vaccino orale vivo. Il ceppo Haiti V è stato realizzando ‘tagliando’ via dal genoma del V. cholerae con la CRISPR le sequenze codificanti tossine e stabilizzandolo  geneticamente per evitare che potesse riacquisire da altri batteri le sequenze di DNA patogene.
 
Il nuovo vaccino è stato somministrato a conigli neonati (questi animali rispondono al colera in maniera simile all’uomo), il giorno prima di esporli ad una dose letale di colera. E il vaccino ha funzionato, riducendo enormemente la gravità dell’infezione e salvando la vita agli animali, grazie alla rapidità d’azione: la risposta immunitaria compare infatti a distanza di appena un giorno dalla somministrazione.
 
“Il nuovo vaccino non è ancora stato sperimentato nell’uomo – sottolinea Matthew Waldor, microbiologo al Brigham and Women's Hospital di Boston -  ma riteniamo che si tratti di un buon vaccino, efficace ed estremamente rapido. L’immunità compare dopo una singola dose. Questo vaccino si comporta un po’ come un probiotico, ma non sappiamo ancora di preciso come; potrebbe darsi che interferisca in qualche modo con la produzione di tossine da parte del V. cholerae normale, o che i batteri ingegnerizzati consumino alcuni nutrienti fondamentali per la sopravvivenza del vibrioni patogeni.
 
Secondo un modello statistico, questo tipo di vaccino sarebbe in grado di prevenire migliaia di casi di colera qualora dovesse scoppiare un’epidemia in una comunità di 100 mila persone. E’ già partito un primo trial clinico sull’uomo.
 
Probiotici per la prevenzione e per un test di diagnosi rapida e ‘vivente’ di colera
Il secondo studio, firmato da Ning Mao e colleghi del MIT (Massachusetts Institute of Technology), ha valutato la possibilità di isolare dei batteri intestinali ‘amici’ per utilizzarli contro il vibrione del colera ed evitare che questo invada l’intestino. Il probiotico scelto per questo secondo esperimento è il Lactococcus lactis, che si trova nei latticini fermentati e che produce acido lattico al quale il V. cholerae è sensibile. La somministrazione del L. lactis a topini neonati esposti al colera, ha ridotto la quantità di vibrioni nell’intestino e prolungato la sopravvivenza degli animali. I ricercatori hanno provato anche ad ingegnerizzare questi batteri per indurli a produrre dei peptidi ad attività antimicrobica in grado di uccidere il V. cholerae; purtroppo questi peptidi si sono rivelati innocui una volta secreti dalle cellule.
 
Gli autori della ricerca sono riusciti anche a ingegnerizzare un ceppo particolare di L. lactis, che rileva una molecola (CAI-1) prodotta dal V. cholerae. Quando il L. lactis ‘ingegnerizzato’ incontra questa molecola, si attiva una cascata di segnali che ‘accende’ un enzima, la beta-lattamasi. Questo enzima produce un colore rosso, misurabile nelle feci. Questo potrebbe dunque rappresentare un sistema, una vera e propria diagnosi ‘vivente’, per fare diagnosi rapida di infezione, prima dello scatenamento dei sintomi. Attualmente il test richiede qualche ora, ma gli autori dello studio ritengono di poter arrivare ad accorciare sensibilmente i tempi. Potrebbe essere usato in futuro come test per migliorare la sorveglianza nelle popolazioni a rischio.
 
“Questo nuovo mix di probiotici – afferma James Collins, professore di Ingegneria Medica e Scienze presso l’IMES (Institute for Medical Engineering and Science) e il  Dipartimento di Bioingegneria del MIT – potrebbe essere assunto regolarmente come misura preventiva nelle regioni dove il colera è comune; oppure essere usato per trattare le persone, appena contraggono l’infezione. Il nostro obiettivo è di utilizzare la biologia sintetica per sviluppare un sistema economico per la diagnosi e il trattamento del colera ”.
 
Gli autori della ricerca stanno adesso valutando se questo approccio possa essere utilizzato anche contro altre infezioni intestinali, come quella da Clostridium difficile e da enterococchi. “In questo momento c’è un enorme interesse nell’uso dei probiotici per combattere le malattie infettive, anche alla luce della necessità assoluta di trovare un’alternativa valida agli antibiotici”.
 
Maria Rita Montebelli

14 giugno 2018
© Riproduzione riservata


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