Attaccare l'antrace

L'antrace si distingue nella galleria dei canaglia delle malattie da bioterrorismo: le spore batteriche che lo causano sono relativamente facili da acquisire, produrre in serie e diffondere. Sono straordinariamente letali se inalati e i ceppi resistenti agli antibiotici sono facili da produrre. Inoltre, come i cinque decessi per posta elettronica del 2001 hanno duramente dimostrato, la medicina moderna è impotente contro l'antrace in fase avanzata, in cui le tossine batteriche causano avvelenamento mortale del sangue e danni agli organi.

Le armi biologiche sono la più grande minaccia alla sicurezza nazionale che la nazione deve affrontare, afferma Tara O'Toole, direttrice del Center for Civilian Biodefense Strategies presso la Johns Hopkins University. L'antrace, aggiunge, è una minaccia molto più seria del vaiolo. Penso che sia molto più facile immaginare che i terroristi si impossessino del bug, della tecnologia e diffondano l'antrace piuttosto che fare tutto questo con il vaiolo.

Questa storia faceva parte del nostro numero di maggio 2003

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Ma contro queste realtà, sono in corso progressi significativi. Una serie di approcci che stanno emergendo rapidamente promette di salvare vite in futuri attacchi all'antrace, sia sul campo di battaglia che sul fronte interno. Nuovi trattamenti che uccidono il batterio- Bacillus anthracis -e disattivare le tossine mortali che produce dovrebbero essere disponibili entro il prossimo anno o due. E vaccini migliori sono in arrivo per sostituire il regime di vaccinazione di 18 mesi che è già standard per centinaia di migliaia di militari.

La prima missione: combattere la resistenza agli antibiotici. Anacor Pharmaceuticals a Palo Alto, in California, sta sviluppando una nuova classe di antibiotici che bloccano un enzima alcuni batteri, inclusi Bacillus anthracis -bisogno di replicare il loro DNA. Sebbene la differenza tra questo approccio e il modo in cui funzionano alcuni antibiotici esistenti sia sottile, è abbastanza significativa da aumentare la difficoltà [per i terroristi] di un ordine di grandezza, afferma il CEO di Anacor David Perry. Questo perché ogni nuova linea di attacco antibiotico rende meno probabile che gli insetti abbiano evoluto i mezzi per fuggire o che stati canaglia o terroristi abbiano progettato il giusto tipo di resistenza, dice. Anacor, che l'anno scorso ha vinto una sovvenzione di 21,6 milioni di dollari dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per sviluppare nuovi composti, ha già avviato i test sugli animali e prevede di avere farmaci in sperimentazione umana entro tre anni.

Un altro approccio antibiotico contrappone un virus all'antrace. Il microbiologo della Rockefeller University Vincent Fischetti ha identificato un enzima da un virus che infetta solo i batteri che causano l'antrace e strettamente correlati. Negli esperimenti in provetta, l'enzima uccide circa cento milioni di batteri in due minuti o meno. Pratica un foro nella parete cellulare e gli organismi esplodono, dice Fischetti. Aggiunge che il trattamento dovrebbe aumentare il potere degli antibiotici esistenti contro l'antrace, nonché uccidere i ceppi resistenti dei batteri. Il suo gruppo sta attualmente eseguendo esperimenti sugli animali per testare ulteriormente l'enzima.

Tali superantibiotici potrebbero svolgere un ruolo critico nel caso in cui un attacco di antrace utilizzi un ceppo resistente agli antibiotici. Ma ciò di cui c'è più urgente bisogno è un trattamento per contrastare le potenti tossine prodotte da Bacillus anthracis . Queste tossine attaccano le cellule delle persone infette; infatti, i ricercatori credono che siano ciò che ha ucciso le cinque vittime dell'antrace nel 2001, nonostante il trattamento dei pazienti con potenti antibiotici. Le infezioni sperimentali da antrace nelle scimmie mostrano che arriva un punto di non ritorno, dice Michael Mourez, che, come postdoc nel laboratorio del biochimico R. John Collier alla Harvard Medical School, ha studiato la tossina dell'antrace. Puoi curare l'animale e sbarazzarti dei batteri, eppure la malattia progredirà verso la morte.

Il gruppo di Collier ha sviluppato diverse molecole che proteggono efficacemente gli animali dalle tossine. I ratti in genere muoiono entro 90 minuti dall'iniezione della tossina dell'antrace. Se ai roditori viene somministrato uno di questi antidoti, tuttavia, sopravvivono. Anche prima degli attacchi del 2001, Collier aveva formato PharmAthene, una società con sede a Potomac, in MD, per sviluppare un tale antidoto in un farmaco. Il trattamento che l'azienda sta testando è una versione mutante di una delle proteine ​​che compongono la tossina; si lega agli altri componenti per prevenire la formazione della tossina attiva. Questa proteina potrebbe agire sia come vaccino che come farmaco. Se i test andranno bene, Collier prevede che il trattamento potrebbe essere disponibile in quantità limitate il prossimo anno.

Questo è un calendario ottimistico: lo sviluppo di farmaci richiede in genere 10 anni. Ma Collier potrebbe raggiungere il suo obiettivo perché l'anno scorso la Food and Drug Administration degli Stati Uniti si è mossa per accelerare l'approvazione dei trattamenti che migliorano la prontezza della nazione a rispondere al bioterrorismo. Invece di sottoporsi ai soliti test preclinici sugli animali e alle prove umane in tre fasi per stabilire la sicurezza e l'efficacia dei farmaci, trattamenti come Anacor, Fischetti e PharmAthene dovranno solo dimostrare l'efficacia in due diversi modelli animali e la sicurezza in una sperimentazione umana.

Anche i vaccini migliorati sono fondamentali. Gli attuali vaccini contro l'antrace sono sicuri ed efficaci, ma per una protezione completa, i destinatari richiedono sei dosi in 18 mesi, un ritardo che potrebbe essere costoso per le truppe militari che saranno i principali beneficiari di eventuali nuovi vaccini. Ma i vaccini ad azione rapida potrebbero anche consentire ai civili di vivere o lavorare in aree contaminate dopo un attacco. La spora dell'antrace è difficile da distruggere: anche adesso, la struttura postale di Washington, DC, che ha gestito due lettere contaminate nel 2001, rimane chiusa.

Nel tentativo di ridurre sia il numero di dosi che il tempo necessario per proteggere le persone dall'antrace, i ricercatori di Frederick, DynPort Vaccine e Avant Immunotherapeutics a Needham, MA, hanno sviluppato un vaccino che sperano induca anticorpi protettivi più rapidamente. L'attuale vaccino è fondamentalmente una zuppa di parti di cellule batteriche; il nuovo vaccino comprende solo l'antigene protettivo, la stessa subunità della tossina su cui si basa il trattamento di Collier. Questa specificità dovrebbe aiutare a evitare effetti collaterali accelerando la risposta immunitaria del corpo. Gli studi clinici sono iniziati nell'ottobre 2002.

Avant ha intenzione di andare ancora oltre. Recentemente ha ricevuto un subappalto dal governo per creare un vaccino orale monodose che proteggerà sia dall'antrace che dalla peste, una malattia batterica trasmessa dalle pulci che potrebbe anche essere un'arma biologica. Appaltato tramite DynPort dal programma di acquisizione di vaccini congiunti del Dipartimento della Difesa, i costi del progetto potrebbero superare gli 8 milioni di dollari in due anni. Questa non è solo un'idea di ricerca, afferma Una S. Ryan, presidente e CEO di Avant. È abbastanza lungo la linea di sviluppo.

Per iniziare a produrre questo vaccino, gli scienziati di Avant hanno rimosso i geni che causano malattie dai batteri del colera e della salmonella. Hanno in programma di inserire geni che codificano per proteine ​​prodotte da batteri che causano l'antrace e la peste. Le proteine ​​risultanti dovrebbero indurre il corpo a produrre anticorpi che combattono le malattie. Avrai protezione contro il colera, l'antrace e la peste con un sorso e via, dice Ryan. I piani di Avant prevedono l'inizio dei test umani di questo vaccino entro due anni, aggiunge.

In effetti, vaccini e trattamenti più efficaci per l'antrace non saranno gli unici vantaggi dell'attuale ondata di ricerca sulla difesa dal bioterrorismo. I nuovi antibiotici di Anacor, ad esempio, dovrebbero funzionare non solo contro l'antrace e altre armi biologiche, ma anche contro malattie comuni come la polmonite, la meningite batterica e le infezioni da stafilococco. Tutto questo denaro non sarà utile solo per gli organismi di guerra biologica, dice Fischetti. Sarà una vera sorpresa per come affrontiamo le malattie infettive. Ma anche senza tali inattese cure mediche, questi nuovi trattamenti per l'antrace aiuteranno a costruire le difese tanto necessarie contro questa grave minaccia di bioterrorismo.

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