Epidemiologia

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08 Aprile 2024

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Mentre si continua a lottare per contenere i focolai di Peste Suina Africana (Psa), alcuni ricercatori dell’International Livestock Research Institute (ILRI) hanno annunciato di essere vicini allo sviluppo di un vaccino capace di risolvere questo problema una volta per tutte. La Psa è una malattia virale fatale per i suini ma innocua per l’uomo, che rappresenta un’enorme minaccia per gli allevatori, poiché si diffonde facilmente tra gli animali e causa in poco tempo una morte atroce dei suini.

Storia della malattia
La Psa fu descritta per la prima volta nel 1921, in Kenya, dal patologo veterinario Robert Eustace Montgomery, il quale osservò che i maiali portati nel Paese spesso morivano subito dopo. Nel 1957, la malattia ha lasciato il continente e si è diffusa tra Europa, Caraibi e Asia. Non essendo disponibile un vaccino efficace, la malattia è presto diventata una pandemia mortale. L’unico modo per controllarne la diffusione è attraverso rigorose misure di biocontrollo, compreso il rapido abbattimento del bestiame. Dopo che la Psa ha raggiunto la Cina nel 2018, l’anno successivo sono stati abbattuti 1,1 milioni di suini. Nelle piccole aziende agricole, la perdita di suini può essere catastrofica per le finanze e la nutrizione delle famiglie.

“Abbiamo un candidato vaccino che mostra un’efficacia del 100% in esperimenti controllati con un profilo di sicurezza molto favorevole” ha affermato Lucilla Steinaa, scienziata principale dell’Ilri, che sta guidando la ricerca dell’Istituto sul vaccino contro la Psa.

Il virus è straordinariamente resistente, capace di sopravvivere per giorni o mesi nel terreno dei porcili, nella carne suina e nei prodotti suinicoli o sugli indumenti delle persone. La stagionatura della carne non lo uccide, così come nemmeno il ​​congelamento e lo scongelamento o la cottura a 56 gradi Celsius per più di un’ora. Questo è un problema enorme per i viaggi e i commerci internazionali, senza parlare del commercio illegale di carne.
In alcune parti dell’Africa e dell’Europa, anche cinghiali, facoceri, maiali e zecche hanno contribuito a diffondere il virus, creando un serbatoio naturale di virus difficile da controllare. Le zecche, per esempio, possono sopravvivere per anni e continuano a ospitare il virus infettivo.
Attualmente esistono 24 genotipi riconosciuti in tutto il mondo, tutti segnalati in Africa. Il virus è estremamente efficace nell’eludere il sistema immunitario dell’ospite ed è piuttosto difficile creare un vaccino.

Studi sul vaccino
La carne di maiale è la più consumata al mondo. Si stima che il suo consumo aumenterà del 155% nella sola Africa sub-sahariana entro il 2030. Negli ultimi anni, alcuni istituti nel Nord del mondo hanno cercato di sviluppare un vaccino efficace.
Nell’Africa centrale e orientale, dove il ceppo più comune è il genotipo IX, gli scienziati dell’Ilri lavorano dal 2003 per diagnosticare accuratamente la malattia e comprendere le risposte immunitarie. Nel 2017 è decollata la creazione di tecnologie per la produzione di un vaccino e, grazie agli sviluppi della biologia molecolare, i risultati sono più vicini che mai.
La teoria principale alla base della realizzazione di un efficace vaccino vivo attenuato contro la Psa è quella di prendere il virus e indebolirlo, trasformandolo in una forma innocua per il maiale.

“Quando il maiale viene infettato, il suo sistema immunitario risponde per frenare la replicazione del virus. Ma il virus è intelligente poiché dimostra un livello di adattabilità. Ha geni che lo aiutano a eludere il sistema immunitario ospite. Individuando e rimuovendo questi particolari geni dal virus, la sua capacità di progredire all’interno dell’ospite e causare la malattia può essere efficacemente contrastata” ha spiegato Hussein Abkallo, scienziato dell’Ilri.

Il virus attenuato dovrebbe comunque essere in grado di stimolare il sistema immunitario del maiale per fornire protezione contro le malattie. Successivamente, il maiale può resistere alla versione “selvatica” del virus.
Il problema è che un virus della Psa ha circa 160 geni: la funzione di ciascuno e il modo in cui interagiscono tra loro è estremamente complesso e ancora poco chiaro. Gli scienziati devono scegliere tra diversi metodi per attenuare un virus. Un approccio è il “passaggio seriale”: infettare le cellule in un laboratorio con il virus, lasciarlo replicare e quindi utilizzare quei nuovi virus per infettare più cellule, e così via. Sotto l’influenza seriale dell’ambiente cellulare, i virus spesso perdono geni e diventano meno mortali. Lo svantaggio è che questo processo è un colpo di fortuna: gli scienziati non possono controllare quali geni verranno eliminati.

“Quando si elimina un gene, non si sa esattamente cosa accadrà al virus. Non è possibile prevederlo” ha dichiarato Steinaa. “Se non è sufficientemente attenuato, l’animale si ammala ancora. Se è troppo attenuato, nei suini non succede nulla e gli animali non sono protetti quando vengono infettati dal virus selvatico. Potresti anche contrarre virus completamente non produttivi che non possono replicarsi se il gene che è stato eliminato è un gene essenziale”.

Tutto ciò ancora prima di iniziare la fase di test di un qualsiasi virus attenuato, che richiede sperimentazioni su suini vivi con costi alti e tempi lunghi. Inoltre, elaborare il dosaggio del vaccino è un’altra sfida.

“Bisogna trovare la dose giusta. Se si dosa troppo, potrebbe essere virulento, per alcune delezioni. Mentre ci sono alcune delezioni in cui hai un ampio intervallo di attenuazione, quindi protegge comunque, ma puoi dosare circa 100 volte più virus e i maiali stanno ancora bene. Quest'ultimo è lo scenario migliore”.

Editing del genoma
Steinaa ha intuito il potenziale di una nuova tecnologia, vincitrice del premio Nobel: l’editing del genoma CRISPR/Cas9, per generare vaccini vivi attenuati per la Psa e altri agenti patogeni. Grazie a una sovvenzione dal Centro internazionale di ricerca sullo sviluppo (Idrc), cofinanziato dalla Fondazione Bill & Melinda Gates, è stato possibile sviluppare un questo approccio innovativo all’Ilri.
Utilizzando questo nuovo approccio, gli scienziati possono individuare rapidamente qualsiasi area specifica di un genoma e sostituire queste sezioni con la precisione di un bisturi molecolare. Invece di fare affidamento sul processo cieco del passaggio seriale o su altri metodi di modifica genetica più antiquati, gli scienziati possono prendere di mira i geni noti nel genoma della Psa ed eliminarli rapidamente per identificare gli effetti più rilevanti.
Il gruppo ha trascorso due anni a stabilire i materiali, le linee cellulari e i metodi necessari per utilizzare l’editing CRISPR/Cas9 per lo sviluppo del vaccino contro la Psa. Dopo sei anni, i loro attenti sforzi hanno portato al successo.

“Abbiamo dimostrato che con CRISPR/Cas9, entro due mesi è possibile generare più vaccini candidati in parallelo” ha affermato Abkallo.

Dopo aver testato con successo il candidato vaccino su animali vivi per un massimo di quattro settimane, gli scienziati dell’Ilri attendo ora dei partner del settore privato per continuare i test verso una fase di sviluppo, che richiederà, tra le altre cose, una produzione standardizzata del vaccino. 
Steinaa e Abkallo vedono un grande potenziale per applicare i metodi CRISPR/Cas9 e Ilri ad altre aree di ricerca. L’editing del genoma può essere utilizzato anche per rendere l’allevamento degli animali più accurato ed efficiente, facilitando il miglioramento della resistenza genetica contro le malattie.

“Si tratta davvero di una tecnologia di piattaforma che in futuro potrà essere utilizzata per generare vaccini vivi attenuati contro una varietà di agenti patogeni” ha commentato Steinaa.

https://www.ilri.org/index.php/knowledge/publications/rapid-crisprcas9-editing-genotype-ix-african-swine-fever-virus-circulating 

CITATI: HUSSEIN ABKALLO, LUCILLA STEINAA, ROBERT EUSTACE MONTGOMERY
TAG: CRISPR, PESTE SUINA AFRICANA, PSA, SUINI, VACCINO