I ricercatori le hanno testate su cellule immunitarie umane coltivate in vitro e hanno scoperto che inducevano la produzione di sostanze associate a una risposta immunitaria anche in assenza di un antigene.
I vaccini possono essere resi più efficaci di oltre il 25% aggiungendo nanoparticelle d’oro chirale sinistrorse come coadiuvanti, secondo uno studio di una collaborazione internazionale a cui hanno preso parte ricercatori brasiliani. Un articolo che riporta i risultati è pubblicato su Nature .
In chimica chirale significa che in un composto la molecola presenta un atomo asimmetrico, cioè un atomo legato a gruppi diversi tra loro disposti nello spazio secondo una configurazione geometrica tale che la sua immagine speculare non è sovrapponibil. L’esempio più semplice è mano sinistra e mano destra, che non sono sovrapponibili (a meno di metterle palmo a palmo).
Tre gruppi di ricerca hanno collaborato allo studio, uno affiliato con l’Università del Michigan negli Stati Uniti e un altro con l’Università di Jiangnan in Cina. Il gruppo brasiliano era guidato da André Farias de Moura , professore presso il Dipartimento di Chimica dell’Università Federale di São Carlos (UFSCar) e ricercatore presso il Centro per lo Sviluppo dei Materiali Funzionali ( CDMF ), uno dei Centri di Ricerca, Innovazione e Diffusione ( RIDC ) finanziati da FAPESP.
Lo studio è stato anche sostenuto da FAPESP attraverso una borsa di ricerca assegnata a Moura.
Non ha coinvolto i vaccini COVID-19 perché è iniziato ben prima della pandemia. I ricercatori hanno utilizzato vaccini sviluppati per combattere uno specifico ceppo di virus dell’influenza.
Anche se questo non è il ceppo che sta attualmente circolando in Brasile, in linea di principio i risultati possono essere generalizzati per qualsiasi tipo di vaccino, con studi complementari caso per caso. Il motivo è che le nanoparticelle d’oro chirale sinistrorse non sono il principio attivo, ma un coadiuvante che potenzia la risposta immunitaria del ricevente.
”La chiave per comprendere il contributo di queste nanoparticelle è il concetto di chiralità, che si applica a un oggetto o sistema che non può essere sovrapposto alla propria immagine speculare”, ha detto Moura.
La chiralità, quindi, è un tipo di asimmetria. Il termine deriva da kheir , il greco antico per mano, e il miglior esempio è proprio la differenza tra mano sinistra e mano destra. Quando alziamo le mani a uno specchio, la mano che vediamo a destra è la nostra mano sinistra e viceversa.
”Tutto ciò che è vivo sulla Terra è chirale. Le molecole chirali possono avere proprietà completamente diverse a seconda che siano mancine o destrorse. Le due forme chirali della stessa molecola sono conosciute come enantiomeri”, ha detto Moura.
“Un esempio tragico è il talidomide, un farmaco prescritto alle donne incinte per la nausea mattutina alla fine degli anni 1950 e 1960. Ha causato la nascita di bambini con una serie di malformazioni. Uno degli enantiomeri nella sostanza ha avuto l’effetto terapeutico atteso, ma l’altro ha atrofizzato gli arti del feto.
La ricerca sui nanomateriali è progredita a sufficienza da consentire agli scienziati di separare completamente un enantiomero, ha spiegato Moura, e lo studio riportato su Nature si basava su questa possibilità. “Abbiamo iniziato con nanoparticelle d’oro, che sono simmetriche e prive di chiralità. Sono achirali. Per prima cosa abbiamo indotto la chiralità in loro facendoli interagire con l’amminoacido cisteina, e poi abbiamo intensificato la chiralità indotta esponendoli alla luce polarizzata usando l’aminoacido fenilalanina come antenna per la raccolta della luce “, ha detto.
La chiralità è misurata in “fattore g” su una scala da meno due (-2) a più due (+2). La procedura utilizzata nello studio ha permesso agli scienziati di superare 0,4 e ha portato a tre nanoparticelle: l’oro achirale originale, l’enantiomero destrorso e l’enantiomero sinistrorso.
”Inizialmente abbiamo testato le nanoparticelle su cellule immunitarie umane coltivate in vitro e abbiamo scoperto che le nanoparticelle chirali inducevano la produzione di sostanze associate a una risposta immunitaria anche in assenza di un antigene – qualsiasi sostanza in grado di innescare la produzione di anticorpi. Questo tipo di reazione è esattamente ciò che un adiuvante fa in un vaccino”, ha detto Moura.
Successivamente, i ricercatori hanno testato le nanoparticelle sul virus dell’influenza. “Abbiamo scoperto che gli enantiomeri hanno notevolmente migliorato l’efficacia del vaccino”, ha detto Moura. “In particolare, l’enantiomero sinistro ha provocato un aumento del 25,8% dell’efficacia rispetto all’enantiomero destrorso e un aumento ancora maggiore rispetto alla nanoparticella achirale”.
La cricerca è pubblicata e disponibile per chiunque desideri utilizzarla, ha sottolineato Moura. “Può essere utilizzato da qualsiasi produttore di qualsiasi tipo di vaccino, compresi i vaccini per nuove varianti di SARS-CoV-2 o influenza. Non siamo sviluppatori di vaccini, ma stiamo offrendo questa conoscenza di base come una nuova piattaforma tecnologica per coloro che lo sono “, ha detto.