Nuovi vaccini con nanoparticelle si dimostrano promettenti contro diversi filovirus mortali

Nuovi vaccini con nanoparticelle si dimostrano promettenti contro diversi filovirus mortali

I filovirus prendono il nome dalla parola latina “filum”, che significa “filo”, in riferimento alla loro forma lunga e filiforme. Questa famiglia di virus contiene alcuni degli agenti patogeni più pericolosi conosciuti dalla scienza, tra cui i virus Ebola, Sudan, Bundibugyo e Marburg. Uno dei motivi per cui questi virus sono ancora così mortali è l’instabilità delle loro proteine ​​di superficie, che rende difficile per il nostro sistema immunitario riconoscerli e difficile per i ricercatori combatterli con trattamenti o vaccini.

Ebbene, unComunicazione della naturaPubblicato il 12 dicembre 2025, lo studio (attualmente un articolo pubblicato) degli scienziati di Scripps Research descrive nuovi candidati vaccini progettati per proteggere da più ceppi di filovirus. Questi vaccini mostrano le proteine ​​superficiali del filovirus su nanoparticelle proteiche autoassemblanti (SApNP) ingegnerizzate, aiutando il sistema immunitario a riconoscere e rispondere meglio al virus. Negli studi sui topi, le nanoparticelle hanno innescato forti risposte anticorpali a diversi filovirus, mostrando un percorso promettente verso una protezione più ampia ed efficace per questa pericolosa famiglia di virus.

I filovirus richiedono soluzioni migliori: le epidemie sono state devastanti e hanno provocato tassi di mortalità estremamente elevati. Negli ultimi dieci anni ho applicato il mio background in fisica per padroneggiare la progettazione delle proteine. Il mio obiettivo è sviluppare un progetto di progettazione universale per ogni grande famiglia di virus in modo che, quando si verifica una nuova epidemia, abbiamo già una strategia pronta all’uso”.

Jiang Zhu, autore senior, professore presso il Dipartimento di biologia strutturale e computazionale integrativa, Scripps Research

Lo sforzo di Zhu per un vaccino di prossima generazione si concentra sulle glicoproteine ​​della superficie virale, le proteine ​​che i virus utilizzano per entrare nelle cellule e che il sistema immunitario deve prendere di mira per proteggersi. Il suo team utilizza un approccio chiamato “progettazione razionale basata sulla struttura” che esamina queste glicoproteine ​​nei minimi dettagli, costruendo versioni stabili e ben formate e trasportandole su sfere proteiche a forma di virus – le SAPNP – che innescano in modo affidabile forti risposte immunitarie.

Il team ha già applicato questa piattaforma vaccinale a virus come l’HIV-1, l’epatite C, l’RSV, l’hMPV e l’influenza. I filovirus furono la prossima grande sfida.

I filovirus come il virus Ebola (EBOV) e il virus Marburg (MARV) possono causare febbre emorragica virale con un tasso di mortalità fino al 90%. Durante l’epidemia di Ebola del 2013-2016 nell’Africa occidentale, sono morte più di 11.000 persone e oltre 28.000 sono state infettate. Sebbene siano stati approvati due vaccini contro l’Ebola, nessun vaccino fornisce una protezione completa contro l’intera famiglia dei filovirus.

Ciò è dovuto in parte alle glicoproteine ​​superficiali del filovirus. Queste proteine ​​sono intrinsecamente instabili e le loro regioni vulnerabili – gli epitopi – sono nascoste sotto uno spesso strato di glicani, formando un “mantello dell’invisibilità” molecolare. Nello stato di pre-fusione (prima che il virus entri in una cellula), questa protezione rende più difficile per le cellule immunitarie riconoscere il virus. Una volta che il virus si fonde con una cellula, la glicoproteina si ripiega in una forma post-fusione, complicando ulteriormente la difesa immunitaria.

Nel 2021, il team di Zhu ha affrontato questo problema in uno studio pubblicato suComunicazione della naturadove hanno mappato dettagliatamente la struttura della glicoproteina dell’Ebola e sviluppato una strategia per stabilizzarla. Rimuovendo i segmenti ricchi di mucina, hanno creato una versione più pulita e più accessibile della proteina, più facile da riconoscere per il sistema immunitario e in grado di generare risposte anticorpali più forti e utili.

“Dopo aver risolto il problema dell’Ebola nel 2021, questo nuovo lavoro porta avanti questa teoria e la applica ad altre specie di filovirus”, spiega Zhu.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno riprogettato le glicoproteine ​​del filovirus in modo che rimangano fisse nella loro forma pre-fusione, la forma di cui il sistema immunitario ha bisogno per riconoscerlo e innescare una risposta contro di esso. Queste proteine ​​riprogettate sono state poi posizionate sulla piattaforma SAPNP di Zhu, formando particelle sferiche simili a virus rivestite con molte copie degli antigeni virali. Test biochimici e strutturali hanno confermato che le particelle erano assemblate correttamente e che le proteine ​​apparivano come previsto.

Quando testati sui topi, questi vaccini a nanoparticelle hanno prodotto forti risposte immunitarie, inclusi anticorpi in grado sia di riconoscere che di neutralizzare diversi filovirus. Ulteriori modifiche agli zuccheri sulla superficie delle proteine ​​hanno rivelato ulteriori vulnerabilità conservate, suggerendo che questo approccio potrebbe in definitiva supportare un vaccino più completo e potenzialmente universale contro questa pericolosa famiglia di virus.

Basandosi su questi risultati, il team di Zhu sta espandendo questa strategia basata sulla struttura e sulle nanoparticelle ad altri agenti patogeni ad alto rischio, tra cui il virus Lassa e il virus Nipah. Stanno anche ricercando nuovi metodi per indebolire o aggirare lo scudo protettivo delle mucine per dare al sistema immunitario un accesso ancora migliore ai bersagli virali critici.

“Molti fattori influenzano il modo in cui il sistema immunitario riconosce un virus e attiva una risposta”, aggiunge Zhu. "Catturare l'antigene nella sua forma di prefusione può farti arrivare al 60% del percorso. Ma molti virus, inclusi l'HIV e i filovirus, sono circondati da un denso scudo di glicani. Se il sistema immunitario non riesce a vedere attraverso questa protezione, anche il vaccino meglio progettato non fornirà una protezione completa. Superare questo "mantello dell'invisibilità" è uno dei nostri prossimi grandi obiettivi."

Oltre a Zhu, gli autori dello studio "Progettazione razionale dei vaccini filovirus di prossima generazione che combinano la stabilizzazione della glicoproteina e l'imaging delle nanoparticelle con la modificazione dei glicani", includono Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts, Andrew Ward, Robyn Stanfield, Linling He e Ian Wilson di Scripps Research; Maddy Newby, Joel Allen e Max Crispin dell'Università di Southampton; e Keegan Braz Gomes di Uvax Bio.

Lo studio è stato sostenuto da Uvax Bio, LLC e dal National Institutes of Health. Uvax Bio, una società di vaccini spin-off di Scripps Research, utilizza la tecnologia della piattaforma proprietaria inventata nel laboratorio di Zhu per sviluppare e commercializzare vaccini profilattici contro varie malattie infettive.

Fonti: