Un nuovo meccanismo molecolare genera anticorpi ad ampio spettro contro la malaria

Una pubblicazione nella prestigiosa rivista scientifica Nature descrive un nuovo meccanismo molecolare che genera nell’uomo anticorpi ad ampio spettro contro la malaria. Lo studio è stato condotto all’IRB in collaborazione con il KEMRI-Wellcome Trust Research Programme in Kenya e l’Università di Oxford. La ricerca è stata parzialmente finanziata dal Fondo nazionale svizzero e dall’European Research Council.

Il contesto

Per sfuggire alla risposta immunitaria, il parassita della malaria, il Plasmodium falciparum, ha sviluppato una strategia camaleontica che consiste nel cambiare continuamente il suo rivestimento proteico. Nei primi anni di vita i bambini sono particolarmente suscettibili a sviluppare una forma grave dell’infezione, ma diventano progressivamente resistenti alla malattia via via che crescono, producendo una vasta collezione di anticorpi che sono in grado di riconoscere i diversi rivestimenti proteici del parassita. Anticorpi in grado di riconoscere contemporaneamente diversi parassiti potrebbero fornire un’adeguata protezione, ma finora non sono stati scoperti. 

La scoperta

Un team internazionale di ricercatori dell'Istituto di ricerca in biomedicina (IRB), del KEMRI-Wellcome Trust Research Programme in Kenya e dell’Università di Oxford ha isolato, da individui esposti alla malaria, un nuovo tipo di anticorpi che riconoscono diversi parassiti della malaria e ha identificato le proteine bersaglio come membri della famiglia RIFIN. I nuovi  anticorpi sono in grado di allertare il sistema immunitario per rimuovere e distruggere le cellule infettate dai parassiti e rappresentano quindi un nuovo strumento per combattere la malaria. Inoltre, i RIFIN riconosciuti rappresentano dei potenziali candidati per sviluppare un vaccino in grado di proteggere dalla malattia.

Gli anticorpi descritti in questo studio sono eccezionali non solo per il loro ampio spettro, ma soprattutto per la loro nuova e particolare struttura che contiene un grande frammento che proviene da un altro cromosoma. Diversamente dagli anticorpi convenzionali che sono generati unendo segmenti di DNA presenti sul cromosoma 14, i nuovi anticorpi contengono un frammento aggiuntivo di DNA derivato da un gene, chiamato LAIR1, che si trova sul cromosoma 19. Sorprendentemente, questo frammento extra è da solo in grado di legare i parassiti della malaria. Lo studio illustra quindi, con un esempio biologicamente rilevante,  un nuovo meccanismo di generazione di anticorpi che si basa sul trasferimento di DNA tra cromosomi diversi.

Commenti dei ricercatori

Antonio Lanzavecchia, Direttore dell’IRB, Professore di Immunologia Umana al Politecnico di Zurigo (ETH Zürich) e coordinatore dello studio dichiara: "È incredibile che, dopo più di 100 anni di ricerca, si riesca ancora a trovar un nuovo tipo di anticorpi. Ciò dimostra come le tecnologie di analisi della risposta immunitaria dell’uomo che abbiamo sviluppato all'IRB possano fare avanzare le nostre conoscenze sui meccanismi di base e aprire nuove vie per la terapia e la vaccinazione".

Joshua Tan, co-primo autore dello studio dichiara: "Considerando l’energia che il parassita impiega per sfuggire alla riposta immunitaria, è interessante vedere come il sistema immunitario sia in grado di passare al contrattacco creando anticorpi ad ampio spettro. Nella lotta contro il parassita sembra che il sistema immunitario abbia una nuova carta da giocare".

Kathrin Pieper, co-primo autore dello studio dichiara: "La struttura di questi anticorpi e il meccanismo con cui sono generati non hanno precedenti. Sarà importante capire quanti altri anticorpi usano questo meccanismo".

Luca Piccoli, co-primo autore dello studio dichiara: "È interessante che il frammento extra sia il solo elemento importante per riconoscere il parassita. In questo senso si può dire che gli anticorpi che abbiamo scoperto definiscano una nuova classe di anticorpi".

Peter Bull, ricercatore al KEMRI e autore senior dello studio dichiara: "Un vaccino contro la forma ematica del parassita è stato considerato poco pratico in vista della straordinaria diversità delle molecole del parassita presenti sulla superficie dei globuli rossi infetti. Con la scoperta che certi RIFIN sono espressi su diversi parassiti sarà importante testare queste proteine come candidati per un vaccino".

Per ulteriori informazioni

Antonio Lanzavecchia
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Istituto di ricerca in biomedicina (IRB). L'Istituto di ricerca in biomedicina è stato fondato a Bellinzona nel 2000 ed è affiliato all’Università della Svizzera italiana (USI) dal 2010. Finanziato da istituzioni pubbliche e private e da grant competitivi, l’IRB ospita 10 gruppi di ricerca e 105 ricercatori che studiano i meccanismi di difesa dell’ospite nei confronti di malattie infettive, degenerative e tumori. Con più di 450 pubblicazioni su prestigiose riviste scientifiche, l’IRB rappresenta un centro di eccellenza nello studio dell’immunologia umana.

La pubblicazione su Nature

A LAIR1 insertion generates broadly reactive antibodies against malaria variant antigens. Joshua Tan, Kathrin Pieper, Luca Piccoli, Abdirahman Abdi, Mathilde Foglierini, Roger Geiger, Claire Maria Tully, David Jarrossay, Francis Maina Ndungu, Juliana Wambua, Philip Bejon, Chiara Silacci Fregni, Blanca Fernandez-Rodriguez, Sonia Barbieri, Siro Bianchi, Kevin Marsh, Vandana Thathy, Davide Corti, Federica Sallusto, Peter Bull & Antonio Lanzavecchia.

DOI: doi:10.1038/nature16450.
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