Una nuova ricerca sviluppata dagli studiosi
del La Jolla Institute for Immunology (LJI) ha fornito ai ricercatori una guida per neutralizzare il virus Lassa utilizzando un trio di anticorpi rari isolati dai sopravvissuti all’infezione dal virus in questione.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Science Translational Medicine.
Febbre da virus Lassa: ecco i risultati della ricerca
Il virus Lassa è un virus mortale endemico dell’Africa occidentale, dove viene diffuso principalmente dai roditori. Il virus provoca la febbre di Lassa, una malattia che colpisce fino a 300.000 persone ogni anno e in genere inizia con sintomi simil-influenzali, ma può portare a malattie gravi, morte e sintomi di lunga durata, come la sordità. Per le donne in gravidanza il virus Lassa è particolarmente pericoloso: quasi il 90% delle infezioni durante la gravidanza sono fatali.
Gli scienziati LJI hanno potuto dimostrare esattamente come un cocktail di tre anticorpi umani può bloccare l’infezione virale. Questi anticorpi potrebbero rivelarsi preziosi nei prossimi studi clinici per le terapie Lassa e il team LJI prevede di utilizzare la loro nuova mappa della glicoproteina di superficie del virus Lassa per progettare un vaccino tanto necessario.
“Ora sappiamo dove agiscono questi tre anticorpi terapeutici e come agiscono esattamente”, afferma Kathryn Hastie, Ph.D., istruttrice LJI e direttrice dell’Antibody Discovery Center presso LJI. La ricerca è stata guidata dal Saphire Lab presso LJI, tra cui l’istruttore Haoyang Li, Ph.D., Hastie e la professoressa Erica Ollmann Saphire, Ph.D. , in collaborazione con Luis Branco, Ph.D., di Zalgen Labs LLC.
Nel 2017, Hastie e i suoi colleghi del Saphire Lab (allora presso Scripps Research) hanno pubblicato le prime immagini strutturali della glicoproteina del virus Lassa. Lassa usa le glicoproteine per entrare nelle cellule ospiti e iniziare l’infezione. La struttura della glicoproteina di Hastie ha dato ai ricercatori un’idea di cosa stavano affrontando.
La svolta di Hastie è arrivata quando i ricercatori hanno cercato i rari anticorpi umani che potrebbero sfondare le difese di Lassa. La speranza era che i ricercatori sfruttassero questi anticorpi neutralizzanti per sviluppare terapie o vaccini contro la febbre di Lassa.
Questa speranza è diventata realtà quando i partner di ricerca della Tulane University e della Zalgen Labs LLC hanno isolato un promettente gruppo di anticorpi anti-Lassa dal sangue dei sopravvissuti alla febbre di Lassa. I collaboratori dell’Università del Texas Medical Branch hanno continuato a testare un cocktail di tre anticorpi neutralizzanti in primati non umani. Questa terapia anticorpale, chiamata Arevirumab-3, si è dimostrata efficace al 100% nel trattamento della febbre di Lassa, anche negli animali con malattia avanzata.
“Questa è stata una scoperta rivoluzionaria”, afferma Saphire. “Il dogma era che gli anticorpi non sarebbero stati protettivi contro il virus Lassa”. Quando è arrivato il momento di testare il cocktail negli studi clinici sull’uomo , i ricercatori hanno dovuto affrontare un problema. La Food and Drug Administration statunitense non era pronta ad avviare studi clinici fino a quando i ricercatori non fossero riusciti a scoprire il meccanismo che ha reso la terapia così efficace.
Esattamente come hanno fatto questi anticorpi neutralizzanti a colpire la glicoproteina del virus Lassa e prevenire l’infezione? Per rispondere a questa domanda, i ricercatori avevano bisogno di una mappa più dettagliata della glicoproteina di Lassa. La struttura originale della glicoproteina di Hastie richiedeva un’ingegneria molecolare complicata per fornire una stabilità sufficiente per l’imaging.
La sua struttura ha fornito agli scienziati uno sguardo critico sulla glicoproteina di Lassa, ma non il quadro completo. Inoltre, alcuni dei promettenti anticorpi terapeutici non sono stati in grado di riconoscere questa o qualsiasi versione della glicoproteina di Lassa ingegnerizzata. I ricercatori dovevano isolare un target di glicoproteina naturale per ulteriori indagini.
Fortunatamente, il Saphire Lab disponeva degli strumenti e delle competenze per rivelare questi dettagli molecolari. Li ha guidato lo sforzo per produrre una glicoproteina di Lassa “nativa”. Grazie ai progressi nella produzione di proteine ea tre anni di perseveranza, la versione della glicoproteina di Li era una copia della realtà e poteva essere riconosciuta da tutti e tre gli anticorpi usati in Arevirumab-3.
Li ha quindi utilizzato una tecnica chiamata analisi di singole particelle di microscopia crioelettronica per visualizzare la glicoproteina nativa insieme ai tre anticorpi: “L’ingegno e il duro lavoro di Haoyang ci hanno permesso di vedere le strutture che prima non potevamo vedere”, afferma Hastie.
Sulla base delle strutture ad alta risoluzione e di numerosi test funzionali, il team ha rivelato esattamente come i tre anticorpi utilizzati in Arevirumab-3 neutralizzano il virus Lassa. Incontra anticorpi neutralizzanti: 8.9F, 12.1F e 37.2D. Hastie è rimasto sbalordito nel vedere come l’anticorpo 8.9F si leghi alla parte superiore della struttura della glicoproteina.
Quest’area della glicoproteina è il punto in cui tre molecole (chiamate protomeri) si uniscono per formare un “trimero”, una specie di trifoglio contorto, come lo descrive Hastie. Lassa normalmente userebbe questa regione della glicoproteina per legarsi con i recettori sulle cellule ospiti, ma la struttura di Li mostra come un singolo 8,9F salta dentro e si lega a tutti e tre i protomeri contemporaneamente per bloccare l’infezione.
“La struttura è davvero una bella illuminazione di come questo anticorpo imita essenzialmente il recettore ospite per bloccare il recettore della glicoproteina dal legame”, afferma Hastie. “È una struttura assolutamente meravigliosa da vedere.” Nel frattempo, l’anticorpo neutralizzante chiamato 12.1F si lega a un solo protomero nel trimero a tre lati. Fortunatamente, qualsiasi terapeutico avrebbe molte copie di 12.1F. Muovendosi come una squadra di tre, ogni anticorpo 12.1F può legarsi a un protomero per aiutare a neutralizzare il virus.
Allo stesso tempo, le copie dell’anticorpo 37.2D prendono di mira il virus di Lassa legandosi in modo da ancorare insieme i protomeri adiacenti. Questa attività anticorpale è un grosso problema per Lassa, poiché il virus ha bisogno di aprire il suo trimero (dove i protomeri si uniscono) per infettare le cellule ospiti. Con 37.2D sulla scena, il suo meccanismo di ingresso è bloccato, incapace di funzionare.
“Lassa ha un altro trucco. Si protegge usando uno spesso strato di molecole di carboidrati umani, come un lupo travestito da agnello”, dice Saphire, “Le strutture di Haoyang mostrano chiaramente come questi potenti anticorpi protettivi violano o addirittura utilizzano i carboidrati per mirare e neutralizzare il virus”.
“I risultati colmano una lacuna critica nella ricerca sul virus Lassa e potrebbero aprire la strada ad Arevirumab-3 per passare agli studi clinici”. dice Branco, che guiderà il team Zalgen per eseguire i futuri studi clinici. Con questo nuovo studio, i ricercatori hanno una guida per mirare meglio a tre punti deboli di Lassa (chiamati epitopi). Due di questi epitopi critici non erano mai stati mappati prima.
Infatti, proprio quest’anno, il Saphire Lab ha pubblicato tre articoli sugli anticorpi neutralizzanti anti-Lassa (compreso questo paper). Le altre due indagini sono state pubblicate su Cell Reports e mBio : “Questo corpus di lavori offre ora la prima mappa epitopica completa, che rivela ogni bersaglio vulnerabile della glicoproteina di Lassa”, afferma Saphire.
“Ora abbiamo un’idea molto chiara sulla superficie dell’epitopo neutralizzante e sui requisiti necessari alla glicoproteina per il legame e il riconoscimento di chiunque”, aggiunge Hastie. Li e Hastie stanno usando la nuova mappa degli epitopi della glicoproteina per guidare la progettazione del vaccino. Sperano che un futuro vaccino possa indurre le persone a rischio a produrre autonomamente anticorpi neutralizzanti.
Secondo l’EpiCentro ISS: “La febbre da virus Lassa fa parte del gruppo delle febbri emorragiche virali (Fev), patologie di origine virale a carattere sistemico, caratterizzate da esordio improvviso, acuto e spesso accompagnate da manifestazioni emorragiche. In generale, gli agenti responsabili delle Fev sono virus a Rna (arenavirus, bunyavirus, filovirus, flavivirus), la cui sopravvivenza è garantita da serbatoi naturali come animali o insetti. I virus sono confinati geograficamente nelle aree dove vivono le specie ospiti”.
“La febbre da virus Lassa prende il nome dalla città nigeriana in cui, nel 1969, due infermiere missionarie morirono a causa di questa malattia, fino a quel momento sconosciuta. L’agente eziologico è un virus a Rna appartenente alla famiglia degli Arenaviridae, diffuso prevalentemente in Africa, il cui serbatoio principale sono i roditori Mastomys”.
“Come per tutte le febbri emorragiche, gli uomini non sono serbatoi naturali per il virus, ma possono essere infettati attraverso il contatto con animali infetti o artropodi vettori. La febbre da virus Lassa è trasmessa dal contatto diretto con escreti di roditori o tramite aerosol di escreti e saliva dei roditori. In alcuni casi, dopo la trasmissione accidentale, può avvenire la trasmissione da uomo a uomo, per contatto diretto con sangue, tessuti, secrezioni o escreti di persone infette, soprattutto in ambito familiare e nosocomiale”.
“Nell’80% dei casi, la febbre di Lassa è una patologia lieve o addirittura asintomatica, ma può presentarsi come malattia sistemica grave nel restante 20%. A differenza delle altre Fev, l’esordio della febbre di Lassa è graduale e il periodo di incubazione può arrivare anche a 3 settimane (contro una media di 1-9 giorni per le altre)”.
‘I sintomi iniziali sono piuttosto generici: febbre, cefalea, mialgie, faringodinia con essudato tonsillare, difficoltà ad alimentarsi (disfagia), tosse secca, dolore toracico (a volte forte dolore retrosternale), crampi addominali, nausea, vomito e diarrea. Il peggioramento delle condizioni cliniche si manifesta con edema del volto e del collo, insufficienza respiratoria, versamento pleurico e pericardico, proteinuria, encefalopatia, sanguinamento delle mucose”.
“Ipotensione e shock si possono verificare indipendentemente dal sanguinamento. Durante la convalescenza si può manifestare ipoacusia. Il tasso di letalità complessivo è inferiore al 1%, mentre sale al 15-20% nei casi non trattati”.
Nel Regno Unito, nel febbraio scorso, è stata registrata la prima vittima a causa della febbre di Lassa: “Stiamo contattando le persone che hanno avuto contatti stretti con i casi prima della conferma della loro infezione, per fornire valutazioni, supporto e consigli appropriati. Il rischio per la popolazione rimane molto basso”. Un portavoce del Bedfordshire Hospitals NHS Foundation Trust ha annunciato: “Confermiamo la morte di un paziente presso il nostro centro che aveva contratto la febbre di Lassa. Inviamo le nostre più sentite condoglianze alla famiglia in questo momento difficile”.
La consulente medico capo dell’UKHSA, Susan Hopkins, ha rassicurato che non ci sono rischi per la salute pubblica: “I casi di febbre di Lassa sono rari nel Regno Unito e non si diffondono facilmente tra le persone.”
l’amministratore delegato del Centro per il controllo delle malattie della Nigeria, Chikwe Ihekweazu, parla dello scoppio della febbre di Lassa in Nigeria, ha dichiarato: “Non esiste una bacchetta magica per la febbre da virus Lassa, purtroppo. Lassa è endemica nel nostro ambiente. Il virus è con noi. L’animale ospite (il ratto multimamate) si trova nel nostro ambiente. In un certo senso, non esiste una bacchetta magica e questa è davvero una maratona e non uno sprint”.
“Perché stiamo avendo un grande focolaio quest’anno, è la domanda nella mente di tutti. Le tre possibili cause: potrebbe essere un cambiamento nel virus Lassa, potrebbe essere un cambiamento nel topo o potrebbe essere semplicemente che abbiamo migliorato il nostro sistema di sorveglianza così tanto che ora stiamo trovando casi che prima non venivano trovati”.
“Questo è il fulcro del lavoro che i miei colleghi stanno facendo in questo momento: epidemiologo, virologo, tutti lavorano insieme per andare a fondo di ciò che sta guidando questa epidemia e cercare di prevenirli in futuro. Ci sono molte domande sconosciute su Lassa e ci sono molti sforzi ora per trovare risposte alle domande”.
“Abbiamo laboratori altamente qualificati che possono fare diagnosi molecolari per malattie rare come il virus Lassa e il vaiolo delle scimmie, che è quello che sono lì per fare. Tuttavia, per le altre malattie che causano focolai come il colera e la meningite, possiamo diagnosticarlo in quasi tutte le capitali di stato qui in Nigeria”.
“Quindi, con i diversi livelli di laboratori, le diverse capacità, le diverse capacità, mantenere questo lavoro non è economico e non è facile. Hai bisogno di professionisti molto qualificati. Stiamo davvero lavorando sodo. Uno dei miei cinque grandi obiettivi quest’anno è aumentare la nostra capacità di laboratorio, come ti ho detto. Non puoi fare sorveglianza senza diagnosi; è come guidare alla cieca. Quindi stiamo lavorando duramente per aumentare questa capacità di laboratorio. Non è affatto sufficiente. In caso contrario, non spingeremo così forte”.
“È un lungo viaggio perché non è un problema che il denaro può risolvere da solo perché è possibile acquistare attrezzature ma è necessario formare le persone, creare fiducia, portare i campioni in laboratorio e ottenere i risultati. Si tratta di costruire un sistema, che è un lavoro che facciamo ogni giorno”.
“Per la sorveglianza delle malattie, disponiamo di una rete molto forte di colleghi nei tre livelli di governo. Sono chiamati agenti di sorveglianza e notifica delle malattie. Ogni governo locale ha una squadra e noi abbiamo una squadra a livello statale e tutti ci riferiscono all’NCDC. È molto difficile gonfiare i numeri o fare qualsiasi cosa con i numeri perché in primo luogo, sono necessari i risultati dei test per confermare il caso ea livello di governo locale le persone vanno a casa per confermare i casi di determinate malattie”.
“Non puoi farlo per tutte le malattie, cose come la malaria, perché ce ne sono troppe. Ma sicuramente, per malattie come la meningite, il colera, la febbre da virus Lassa, il vaiolo delle scimmie, verifichiamo ogni caso specifico fino a casa, ci assicuriamo di avere tutti i dati e raccogliamo dati e accumuliamo dati a livello nazionale e li segnaliamo all’OMS”.
“Per il lavoro che svolgiamo, la sorveglianza e la risposta alle epidemie dipendono completamente dalla disponibilità di un buon sistema di assistenza sanitaria di base. Quando il presidente ha posto l’assistenza sanitaria di base al centro della sua agenda nel settore sanitario, in realtà ha reso il nostro lavoro un po’ più semplice. Il ministro della Salute, Isaac Adewole, come vedrete, ha messo al centro dell’agenda anche l’assistenza sanitaria di base. La National Primary HealthCare Development Agency (NPHCDA) sta davvero spingendo molto su quell’agenda”.
“In alcuni punti tuttavia , i nostri PHC non sono quello che dovrebbero essere. Non è un problema facile da risolvere, abbiamo da 30.000 a 40.000 centri di assistenza sanitaria di base in tutto il paese, alcuni si trovano in aree molto difficili da raggiungere. Penso che il viaggio sia iniziato. Ora stiamo lavorando con quei PHC migliorati in modo che i servizi che forniscono siano migliorati e abbiamo accesso ai loro dati e siano competenti e fiduciosi nel trattare con i pazienti”.
“Quando ho iniziato come amministratore delegato dell’NCDC, abbiamo immediatamente deciso di darci alcuni obiettivi da raggiungere nei prossimi cinque anni. Insieme a tutti i partner che lavorano con NCDC, abbiamo stabilito un obiettivo per noi stessi nelle cinque aree chiave di lavoro: sorveglianza, servizi di laboratorio di riferimento, salute pubblica, preparazione alle emergenze, controllo e prevenzione”.
“Da questo, ci siamo posti obiettivi chiari di ciò che vogliamo raggiungere, scadenze, obiettivi nei prossimi cinque anni in modo da poterci ritenere responsabili per il nostro periodo di servizio in Nigeria e NCDC. Abbiamo quasi terminato il primo anno. Ne abbiamo raggiunti alcuni, non li abbiamo raggiunti tutti. Continuiamo a spingere tutti a raggiungere tutti i nostri obiettivi in modo da poter davvero far crescere questa agenzia per soddisfare le aspirazioni dei nigeriani e assicurarci che abbiano la fiducia nell’agenzia che abbiamo la capacità di proteggere la loro salute”.
“Abbiamo cinque grandi obiettivi che sono suddivisi in diversi obiettivi e poi in diverse attività. In ogni grande visione, non le realizzi mai tutte. Ne otterremo alcuni in alcune aree e non in tutti. Ad esempio, nei nostri centri di laboratorio di riferimento, vogliamo avere un laboratorio di riferimento in ciascuna delle sei zone geopolitiche. Al momento ne abbiamo tre, e continueremo a spingere su ognuno di essi e vedremo fino a che punto possiamo spingerci su ogni singola area su cui stiamo lavorando”.
“Stiamo sicuramente lavorando su TND. Siamo responsabili di tutta la sorveglianza e della risposta alle epidemie. Tuttavia, in termini di risposta programmatica ad alcune di queste malattie tropicali trascurate, si trova ancora nel Ministero Federale della Salute. Ma ogni volta che c’è un nuovo grappolo, schistosomiasi, ascariasi o lebbra, saremo sempre coinvolti per vedere perché abbiamo più casi di queste malattie”.
“La nostra priorità al momento è affrontare quelle che chiamiamo malattie a rischio epidemico e una volta che riusciremo a controllarle meglio, amplieremo il nostro campo di applicazione e ci assicureremo che i nigeriani siano protetti da tutte le malattie che possono causare danni”.
