Uno studio scopre la potenziale chiave per un vaccino contro l’Haemophilus influenzae di tipo b più economico e più accessibile

6 giugno 2023

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dalla Scuola di Medicina di Hannover

Il batterio Haemophilus influenzae di tipo b (Hib) può causare malattie gravi come la meningite e l'avvelenamento del sangue nei bambini piccoli. I ricercatori dell'Istituto di biochimica clinica MHH hanno decifrato il percorso della capsula batterica e hanno creato le basi per la produzione di un vaccino Hib economico e sicuro.

Il batterio Haemophilus influenzae di tipo b (Hib) abita la cavità nasale umana. Provoca infezioni del tratto respiratorio superiore e inferiore, soprattutto nei neonati e nei bambini piccoli. Ma anche malattie più gravi come l'infiammazione dell'orecchio medio, la meningite o l'avvelenamento del sangue (sepsi) possono essere causate dall'Hib. Il batterio si circonda di un guscio costituito da numerose catene di zuccheri, chiamate anche polimeri delle capsule. Con i polimeri della capsula il batterio si protegge dal sistema immunitario dell'ospite e può quindi sopravvivere nel corpo umano.

Sono disponibili vaccini contro l'Hib che contengono i polimeri dello zucchero nella capsula e addestrano il sistema immunitario a questi antigeni. Tuttavia, la loro produzione è complessa e costosa. Questo perché gli antigeni devono essere ottenuti direttamente da colture batteriche infettive, il che richiede un laboratorio con un adeguato livello di sicurezza.

Il team guidato dal Dr. Timm Fiebig dell'Istituto di biochimica clinica della Scuola di medicina di Hannover (MHH) è riuscito per la prima volta a decifrare completamente il percorso di formazione del polimero della capsula, creando così il potenziale per produrre l'antigene del vaccino in modo economico e sicuro mediante sintesi enzimatica senza l’uso di agenti patogeni. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Chemical Biology.

"La spiegazione del percorso di biosintesi consente una produzione molto più elegante di antigeni vaccinali Hib da precursori ampiamente disponibili ed economici in un laboratorio standard, senza dover coltivare batteri pericolosi nei bioreattori", afferma il Dott. Fiebig, capo del gruppo di lavoro Glicobiochimica microbica e sviluppo di vaccini.

Nonostante l’elevata efficacia del vaccino Hib introdotto in Germania negli anni ’90, il batterio è ancora la principale causa di meningite batterica nei bambini di età inferiore a 1 anno nelle società non vaccinate. Grazie alla semplicità del percorso sintetico appena scoperto, la distribuzione del vaccino potrebbe essere migliorata in tutto il mondo.

Tuttavia, il gruppo di ricerca non ha solo chiarito il percorso di produzione stesso, ma ha anche descritto gli enzimi che controllano questo processo. "Per la prima volta abbiamo compreso in modo completo come il batterio costruisce la sua capsula polimerica e quali enzimi utilizza come strumenti a questo scopo", afferma il dott. Fiebig. Questa fabbrica di enzimi può ora essere riprodotta in provetta in condizioni sicure. L'enzima più importante è la cosiddetta polimerasi della capsula, che produce la capsula polisaccaridica vera e propria e quindi l'antigene per il vaccino.

L'enzima è costituito da quattro subunità. Tre di essi trasferiscono i componenti chimici che si trovano nei polimeri superficiali di molti altri batteri e contribuiscono all’effetto patogeno degli agenti patogeni. Tuttavia, non era ancora noto quali enzimi trasmettessero questi elementi costitutivi e che aspetto avessero questi enzimi tridimensionali. Tuttavia, questo è fondamentale per lo sviluppo di agenti antibatterici e per la scoperta di nuovi enzimi che controllano il modo in cui i batteri ingannano il nostro sistema immunitario e quanto sono infettivi.