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Combattere l'influenza dello stomaco con il tabacco
Le piante di tabacco sono state arruolate come bioreattori per produrre quello che gli scienziati sperano diventerà il primo vaccino per il norovirus, la causa di molti focolai di intossicazione alimentare e la temuta malattia del vomito invernale.
Impianti di vaccini: Queste giovani piante di tabacco produrranno centinaia di grammi di vaccino contro il norovirus in un paio di settimane.
Utilizzando un sistema di produzione che combina virus, batteri e piante per produrre rapidamente grandi quantità di vaccino, i ricercatori dell'Arizona State University e della società di biotecnologie Vaxx affermano di avere un modo rapido, economico e affidabile per combattere gli agenti patogeni in rapida evoluzione come il norovirus.
Con una stima di 23-74 milioni di casi annuali solo negli Stati Uniti, si pensa che il norovirus sia la seconda causa più comune di malattie infettive dopo l'influenza. Inoltre, come l'influenza, ha la capacità di produrre nuovi ceppi ogni anno o due, il che ha reso difficile lo sviluppo di un vaccino.
Attraversare un lungo e costoso processo di sviluppo di un vaccino per un virus non letale che cambia rapidamente presenta un alto rischio finanziario per le aziende, afferma Carlo Arntzen , uno dei principali ricercatori del progetto, che ha presentato il lavoro al di quest'anno riunione d'autunno dell'American Chemical Society di Washington, D.C.
Con il norovirus, un mandato del governo per vaccinare è improbabile, perché è scomodo piuttosto che una grave minaccia di morte per le persone, il che significa che non ci sarebbe un mercato garantito, dice.
La tecnologia utilizzata da Arntzen e dai suoi colleghi sfrutta il fatto che le piante sono economiche da coltivare e richiedono poca regolamentazione rispetto ai sistemi di sviluppo di vaccini a base animale, poiché i patogeni di origine vegetale non sono pericolosi per l'uomo. Il nuovo approccio affronta anche una serie di carenze che in passato hanno ostacolato lo sviluppo di vaccini a base vegetale. In particolare, il tempo necessario per realizzare una pianta transgenica che esprima abbastanza proteine del vaccino e la difficoltà di elaborare le piante in modo tale da ottenere un vaccino stabile e dosato con precisione.
Per superare la prima sfida, i ricercatori hanno sviluppato un sistema in tre fasi che consente una produzione più rapida di proteine estranee nelle piante. In primo luogo, i geni che codificano le proteine sono ingegnerizzati in una versione inattivata di un virus vegetale, in questo caso il virus del mosaico del tabacco (TMV). Poiché il TMV utilizza l'RNA invece del DNA come materiale genetico, ma la manipolazione genetica in laboratorio viene eseguita sul DNA, il secondo passo è ingannare i batteri che possono infettare il tabacco per produrre una versione del DNA del virus insieme ai geni del vaccino. Nella fase tre, le copie di RNA dei geni virali vengono prodotte all'interno delle cellule vegetali infette e dirottano il loro macchinario biochimico per creare copie della proteina desiderata. Entro 5 giorni [a] 2 settimane, la pianta del tabacco muore, ma mentre lo fa produce enormi quantità delle nostre proteine, fino a un grammo per chilo di biomassa, afferma Arntzen.
Mario Pezotti dell'Università di Verona in Italia afferma che il lavoro di Arntzen dimostra che è possibile accelerare facilmente i sistemi di produzione per qualsiasi vaccino e soprattutto per i virus che cambiano rapidamente.
La seconda sfida principale per la realizzazione di vaccini a base vegetale è stata quella di sviluppare un prodotto finale che soddisfi gli standard farmaceutici, afferma Carole Cramer , direttore esecutivo dell'Arkansas Biosciences Institute presso l'Arkansas State University di Jonesboro. L'obiettivo della ricerca precedente era produrre vaccini commestibili che consentissero una consegna economica e sicura nei paesi in via di sviluppo, dove le strutture per lo stoccaggio di capsule proteiche purificate che devono essere raffreddate sono limitate.
Sebbene patate, pomodori o riso transgenici possano produrre molecole vaccinali funzionanti, comprese quelle efficaci contro il norovirus, non avere dosi completamente controllate è stata una sfida, specialmente nella medicina occidentale, afferma Cane. Qualsiasi prodotto valido dovrà essere completamente purificato e consegnabile con precisione, ad esempio come spray per il naso, dice.
L'elevata produzione di biomassa del tabacco in combinazione con tecnologie di estrazione convenienti adattate dall'industria alimentare rende Arntzen fiducioso che il vaccino contro il norovirus possa essere prodotto a costi molto bassi. Prevede che gli studi clinici inizieranno all'inizio del 2010.
L'attuale preoccupazione per l'influenza suina dimostra che il mondo ha bisogno di vaccini ad alta velocità ea basso costo, ed è qui che i prodotti a base vegetale come questo vaccino contro il norovirus hanno un alto potenziale, afferma Pezotti.
Yuri Gleba di Nomad Bioscience a Monaco di Baviera, in Germania, che per primo ha sviluppato il sistema di infezione delle piante in tre fasi utilizzato per il progetto norovirus, lo ha testato su oltre 50 proteine rilevanti dal punto di vista farmaceutico. Gleba ritiene che l'approccio potrebbe diventare uno strumento efficace ovunque sia richiesta una produzione di proteine a risposta rapida.
Quando si tratta di bioterrorismo, ad esempio, un tale sistema a base vegetale potrebbe essere utilizzato per coltivare composti a basso costo in previsione di un problema, [risparmiando] solo le fasi finali di elaborazione più costose in caso di emergenza.