Brevettata tecnologia per la produzione di vaccini genetici utili nella prevenzione di infezioni e cura dei tumori / Patented technology for the production of genetic vaccines useful in the prevention of infections and treatment of tumors.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Due ricercatrici del settore delle Tecnologie Biomediche e delle Biotecnologie dell’ENEA, insieme ad un ricercatore dell’Istituto nazionale Tumori Regina Elena, hanno depositato un brevetto che riguarda la fusione di una sequenza di DNA, derivata da una sequenza segnale di una proteina di fagiolo con una sequenza di DNA che codifica un antigene virale o tumorale. La fusione, che ha riguardato principalmente antigeni del virus del papilloma umano (HPV), quando somministrata come vaccino genetico in animali da laboratorio (in particolare mediante elettroporazione), è stata in grado di generare una risposta immunitaria basata su anticorpi rapida, robusta e duratura. Tale strategia vaccinale è quindi potenzialmente utile per prevenire le infezioni, comprese infezioni emergenti, riemergenti (es. SARS CoV; Zika; influenza) o correlate all’insorgenza di cancro (come quelle relative all’infezione con il virus del papilloma umano, HPV) che hanno un notevole impatto medico sulla popolazione. I vaccini genetici fanno parte della categoria dei cosiddetti ‘farmaci biologici’ in uso clinico già da qualche anno. Questi si basano sulla somministrazione, mediata da un vettore, della sequenza di DNA che codifica per un dato antigene (tumorale o derivato da un agente infettivo). Il vaccino genetico così ottenuto può essere iniettato direttamente nell'ospite, con un procedimento simile alle comuni tecniche di vaccinazione (ad es. per via intramuscolare): il plasmide utilizzerà i meccanismi cellulari dell'ospite per la produzione dell'antigene che a sua volta stimolerà nell'organismo una risposta immunitaria. L'identificazione di antigeni in grado di indurre una risposta immunitaria efficace rappresenta un punto chiave nella progettazione razionale dei vaccini genetici, sia preventivi (in grado cioè di indurre nell'ospite una risposta immunitaria, in particolare di tipo umorale, che neutralizza il patogeno prima che possa sviluppare la malattia), che terapeutici (ossia in grado di risolvere la malattia già in atto). successo di questa tecnologia è già sfociato nella commercializzazione di alcuni prodotti in campo veterinario e nella valutazione di alcuni prodotti della stessa categoria in trial clinici di fase avanzata. Allo stato attuale della ricerca, uno dei problemi principali da risolvere con vaccini genetici (sia preventivi che terapeutici) è la loro scarsa capacità di indurre una risposta immunitaria adeguata (produzione di anticorpi e/o risposte mediate da cellule). Con la presente invenzione gli autori hanno dimostrato per la prima volta che una sequenza segnale derivante da una proteina vegetale, fusa alla porzione N-terminale di antigeni di HPV funziona anche in cellule umane ed è in grado di guidare il processamento dell’antigene attraverso la via di secrezione . Questa ‘ridistribuzione’ dell’antigene, insieme al tipo di somministrazione adottata, ossia l’elettroporazione, ha determinato una rapida, robusta e duratura risposta immunitaria basata su anticorpi anche contro antigeni particolarmente ‘abili’ a sfuggire al controllo del sistema immunitario. In una strategia precedente, gli stessi inventori avevano progettato la fusione di un oncogene di HPV16 all'estremità N-terminale della sequenza codificante per una proteina di difesa vegetale mutata, un ‘carrier’ capace di generare risposte immunitarie citotossiche in grado di inibire la crescita di un tumore sperimentale per HPV La scoperta delle proprietà di tali sequenze di origine vegetale in grado di incrementare in un caso le risposte immunologiche mediate da cellule (utili nel caso di tumori) e dall’altro risposte mediate da anticorpi (utili nel caso di infezioni), insieme all’impiego di tecnologie a basso costo (vaccini a DNA) permette lo sviluppo di una piattaforma ‘verde’ che potrebbe essere generalmente valida per la generazione di nuovi vaccini profilattici e/o terapeutici efficaci. Le sequenze ad attività immuno-stimolante di origine vegetale sono inoltre più sicure di quelle di derivazione umana o batterica che potrebbero indurre reazioni secondarie reazioni crociate autoimmuni. 

ENGLISH

Two researchers of the Biomedical Technology sector and ENEA Biotechnology, together with a National Cancer Institute researcher Regina Elena, have filed a patent that covers the fusion of a DNA sequence, a signal sequence derived from a bean protein with a DNA sequence that encodes a viral or tumor antigen. The merger, which has mainly covered antigen of human papilloma virus (HPV), when administered as a genetic vaccine in laboratory animals (in particular by electroporation), was able to generate an immune-based rapid antibody response, robust and durable . Such a vaccination strategy is therefore potentially useful for preventing infections, including emerging infections, re-emerging (eg. SARS CoV; Zika; flu) or related to the onset of cancer (such as those related to infection with the human papilloma virus, HPV) which have a significant medical impact on the population. The genetic vaccines are part of the category of so-called 'biologics' in clinical use for some years. These are based on the administration, mediated by a vector, the DNA sequence coding for a given antigen (tumor or derived from an infectious agent). The genetic vaccine thus obtained can be directly injected into the host, with a procedure similar to common vaccination techniques (eg. Intramuscular): the plasmid will use the host's cellular mechanisms for producing the antigen which in turn It will stimulate an immune response in the body. The identification of antigens capable of inducing an effective immune response is a key point in the rational design of genetic vaccines, both preventive (ie able to induce in the host an immune response, especially the humoral type, which neutralizes the pathogen before that it can develop the disease), that therapeutic (ie able to resolve the disease already in place). success of this technology has already resulted in the marketing of certain products in the veterinary and the assessment of certain products in the same category in the advanced stages of clinical trials. At the current state of research, one of the main problems to be solved with genetic vaccines (both preventive and therapeutic) is their poor ability to induce an adequate immune response (production of antibodies and / or cell-mediated responses). With the present invention the authors have demonstrated for the first time that a signal sequence derived from a vegetable protein, fused to the N-terminal portion of the HPV antigens also works in human cells and is able to drive the antigen processing through the via secretion. This '' antigen redistribution, along with the type of administration adopted, namely electroporation, led to a rapid, robust and long-lasting immune response based on antibodies against antigens also very 'clever' to escape recognition by the immune system. In a previous strategy, the inventors had designed the fusion of an oncogene HPV16 at the N-terminal of the sequence coding for a mutated plant defense protein, a 'carrier' capable of generating cytotoxic immune responses can inhibit the growth of an experimental tumor HPV the discovery of the properties of those of vegetable origin sequences able to increase in a case the immunological responses mediated by cells (useful in the case of tumors) and other responses mediated by antibodies (useful in the case of infections ), together with the use of low cost technologies (DNA vaccines) allows the development of a 'green' platform that may be generally valid for the generation of new vaccines prophylactic and / or therapeutical effective. The sequences to immune-stimulating activity of vegetable origin are also more secure than those of human or bacterial origin, which could cause side reactions autoimmune cross reaction.

Da:

  http://industria.enea.it/news/2017/brevettata-tecnologia-per-la-produzione-di-vaccini-genetici-per-la-prevenzione-di-infezioni-e-cura-dei-tumori