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Institute for Research in Biomedicine
Istituto di Ricerca in Biomedicina

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Il buono, il brutto e il protettivo - dall’IRB un anticorpo fatto al computer per curare i prioni

on Thursday, October 11, 2018

Le malattie prioniche colpiscono il cervello causando problemi neurodegenerativi che portano inevitabilmente alla morte. Balzate alla cronaca a fine anni 90 per I casi di “mucca pazza”, ad oggi rimangono non solo incurabili ma anche largamente incomprese. Sebbene la mucca pazza non sia più una minaccia grazie ai controlli veterinari, le forme umane (ereditarie o sporadiche) delle malattie prioniche uccidono circa 400 persone all’anno in Europa.

Il gruppo di Luca Varani, all’IRB-USI di Bellinzona, ha prodotto un anticorpo artificiale capace di bloccare le malattie prioniche in laboratorio anche se amministrato quando l’infezione è già in corso e i segni di neurodegenerazione sono apparenti nelle cellule usate come modello.

Negli ultimi anni i ricercatori di tutto il mondo hanno riposto molte speranze in una terapia a base di anticorpi, molecole naturali del sistema immunitario. Gli anticorpi trovati fino ad oggi, tuttavia, sono in grado di bloccare lo sviluppo dei prioni in laboratorio solo se amministrati prima dell’agente infettivo, il prione stesso. Questo ne complica l’utilizzo terapeutico, perché la malattia prionica viene diagnosticata solo dopo aver manifestato problemi neurodegenerativi ed a quel punto tali anticorpi sarebbero inefficaci. Ancora peggio, alcuni anticorpi non solo non proteggono efficacemente dal prione ma addirittura ne attivano le reazioni neurotossiche anche in assenza di una infezione prionica.

Usando simulazioni computazionali insieme ad esperimenti di laboratorio, i ricercatori dell’IRB-USI hanno sviluppato un anticorpo che risolve entrambi i problemi partendo da un’idea tanto balzana quanto efficace. Hanno preso un anticorpo capace di innescare le malattie prioniche (il brutto), lo hanno fuso con un anticorpo non tossico ma non in grado di proteggere dall’infezione prionica (il buono) e hanno ottenuto un anticorpo artificiale doppio (in gergo bispecifico) che cura le malattie prioniche in laboratorio anche se amministrato quando la neurodegenerazione è già evidente (il protettivo).

Lo studio, pubblicato sulla rivista PLOS Pathogens e svolto in collaborazione con l’Università di Zurigo, getta luce sul meccanismo responsabile della neurotossicità prionica e apre la strada a nuove strategie terapeutiche, non solo contro le malattie prioniche ma anche contro altre malattie neurodegenerative.

Le malattie prioniche sono causate da una proteina che, a causa di meccanismi ancora ignoti, può trasformarsi in un agente tossico ed infettivo: il prione. Le malattie prioniche possono avere origine ereditaria, per mutazioni nel DNA, oppure sporadica. Nei casi di mucca pazza, oggi quasi totalmente scomparsi, la patologia umana è dovuta all’ingestione del prione presente negli animali infetti.  Le malattie prioniche sono rare (circa 400 decessi annui in Europa) e quindi poco attrattive per l’industria farmaceutica. È dunque importante che la ricerca, svolta esclusivamente da centri universitari e no-profit, venga sponsorizzata da enti governativi e beneficenza privata.

Un anticorpo doppio che protegge dai prioni in laboratorio anche se amministrato quando i segni della malattia sono già evidenti. L'anticorpo artificiale è formato dall'unione di un anticorpo neurotossico (rosso) e uno non protettivo (blu). L'immagine mostra il loro legame alla proteina prionica (grigio).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Articolo

A bispecific immunotweezer prevents soluble PrP oligomers and abolishes prion toxicity
M. Bardelli, K. Frontzek, L. Simonelli, S. Hornemann, M. Pedotti, F. Mazzola, M. Carta, V. Eckhardt, R. D'Antuono, T. Virgilio, S. F. Gonzalez, A. Aguzzi, L. Varani
in PLoS Pathog (2018) vol. 14 ppe1007335