Le zanzare sono solitamente associate a malattie gravi, come la malaria, la febbre dengue e la febbre gialla. Tuttavia, i ricercatori del Leiden University Medical Center (LUMC) e dell’Università Radboud nei Paesi Bassi potrebbero aver scoperto un nuovo prezioso ruolo per gli insetti: come distributori di vaccini.
I loro scienziati affermano di aver progettato con successo le zanzare per fornire vaccini che potrebbero potenzialmente fornire un’immunità significativamente migliorata contro la malaria.
L’ultimo rapporto mondiale sulla malaria dell’Organizzazione mondiale della sanità ha rivelato che circa 597.000 persone sono morte di malaria a livello globale nel 2023, con i paesi africani a sostenere il peso maggiore del bilancio delle vittime, rappresentando il 95% delle vittime della malaria.
Gli scienziati hanno stimato che ogni anno in tutto il mondo si verificano più di 240 milioni di casi di malaria. I bambini e le future mamme sono i più vulnerabili alla malattia.
Come funziona un vaccino somministrato dalle zanzare?
Il vaccino utilizza un ceppo indebolito di Plasmodium falciparum (P falciparum), il parassita che causa la forma più mortale di malaria negli esseri umani.
“Abbiamo rimosso un gene importante nel parassita della malaria, consentendo comunque al parassita di infettare le persone ma senza farle ammalare”, ha spiegato il vaccinologo Meta Roestenberg, professore di vaccinologia e direttore clinico del Centro per le infezioni umane controllate presso la LUMC.
In genere, il parassita della malaria viene trasmesso all’uomo tramite un morso. La zanzara usa la sua lunga bocca aghiforme (chiamata proboscide) per perforare la pelle, iniettando la sua saliva nel flusso sanguigno prima di succhiare il sangue. I parassiti presenti nella saliva viaggiano direttamente al fegato, dove si riproducono rapidamente, prima di lasciare il fegato per infettare i globuli rossi con la malaria. Ciò porta a sintomi come febbre, brividi e sudorazione.
Nella sperimentazione clinica, il gruppo di ricerca ha utilizzato zanzare portatrici del parassita modificato per somministrare il vaccino tramite punture, rispecchiando la trasmissione naturale della malaria. L’obiettivo: creare una forte risposta immunitaria nel fegato e protezione dall’infezione malarica.
“Perché il gene [is] spento, questo parassita non può completare il suo sviluppo nel fegato, non può entrare nel flusso sanguigno e quindi non può causare sintomi di malattia”, ha detto Roestenberg. “Almeno questa era la teoria.”
Come sono state condotte le prove?
Il primo studio ha testato un vaccino contro la malaria iniettabile derivato da un parassita geneticamente modificato noto come PfSPZ GA1. Lo studio in collaborazione con Sanara, un’azienda biotecnologica con sede negli Stati Uniti che sviluppa vaccini, ha coinvolto 67 partecipanti provenienti da due città dei Paesi Bassi (Leida e Nijmegen).
I risultati dello studio, pubblicati nel maggio 2020 su Science Translational Medicine, hanno dimostrato che il vaccino GA1 era sicuro da usare e ha ritardato l’insorgenza della malaria, ma non ha impedito ai partecipanti di contrarre la malattia.
Nel secondo studio, i partecipanti, nessuno dei quali aveva precedentemente sofferto di malaria, hanno ricevuto versioni di due vaccini somministrate dalle zanzare: GA1 e una sua versione modificata, GA2. Con il vaccino GA1, il parassita si è replicato nel fegato nell’arco di 24 ore. Con il vaccino GA2, il parassita si è riprodotto per un periodo di tempo più lungo – fino a una settimana – consentendo al sistema immunitario più tempo per riconoscerlo e iniziare a combatterlo.
I ricercatori hanno prima testato le dosi del vaccino GA2 sui partecipanti per determinarne la sicurezza e la tollerabilità. Quindi i partecipanti sono stati divisi in tre gruppi: due gruppi hanno testato rispettivamente i vaccini GA1 e GA2 e a un gruppo è stato somministrato un placebo.
In ciascuna delle tre sessioni, i partecipanti hanno ricevuto 50 punture di zanzare: otto da zanzare infette da GA1, nove da zanzare infette da GA2 e tre da zanzare non infette. I partecipanti che hanno completato la fase di immunizzazione hanno poi ricevuto cinque punture di zanzare portatrici del parassita della malaria.
Quali sono stati i risultati?
I risultati dello studio sono stati pubblicati a novembre sul New England Journal of Medicine.
Secondo lo studio, il 13% del gruppo con infezione da GA1 e l’89% del gruppo con infezione da GA2 hanno sviluppato l’immunità dalla malaria. Nessuno nel gruppo placebo ha sviluppato l’immunità.
Sono necessarie ulteriori ricerche?
Poiché la dimensione del campione della sperimentazione clinica era piccola (20 partecipanti), il vaccino GA2 deve ancora essere testato in studi più ampi, hanno detto gli esperti.
Sono inoltre necessarie ulteriori ricerche per determinare in che misura il vaccino GA2 rafforza il sistema immunitario per periodi di tempo più lunghi e se può proteggere contro diversi ceppi del parassita della malaria nelle aree in cui la malattia è comune.
“L’uso della zanzara come vettore è un modo più semplice e veloce per diffondere gli sporozoiti della malaria”, ha spiegato Roestenberg. “Naturalmente, questo non è sostenibile a lungo termine, quindi il prodotto dovrà essere sviluppato come vaccino in fiala da lanciare in Africa”.
“Le zanzare non potrebbero essere implementate per fornire vaccinazioni su larga scala. Ciò è fattibile solo nel contesto di una sperimentazione clinica”, ha aggiunto.
Gli insetti sono già stati utilizzati per somministrare vaccini?
Giappone, 2010
Nel 2010, gli scienziati giapponesi hanno modificato geneticamente le zanzare per trasportare un vaccino contro la leishmaniosi, una malattia parassitaria tipicamente diffusa dai flebotomi, nelle loro ghiandole salivari. Durante la puntura di una zanzara, il vaccino veniva espresso attraverso la saliva.
Lo studio ha dimostrato che i roditori morsi dai “vaccinatori volanti” hanno sviluppato anticorpi contro il parassita. Tuttavia, i ricercatori devono ancora determinare se la risposta immunitaria risultante sia sufficiente a prevenire l’infezione.
“In seguito ai morsi, vengono indotte risposte immunitarie protettive, proprio come una vaccinazione convenzionale ma senza dolore e senza costi”, ha detto in una nota il ricercatore capo Shigeto Yoshida della Jichi Medical University.
Stati Uniti, 2022
Nel settembre 2022, uno studio che ha coinvolto 26 partecipanti a Seattle, Washington, ha esplorato il potenziale delle zanzare come vaccinatori.
In uno studio simile a quello condotto nei Paesi Bassi, le zanzare fungevano da portatori dei parassiti Plasmodium che causano la malaria che erano stati geneticamente indeboliti utilizzando la tecnologia di modifica genetica CRISPR. Questo è stato il primo studio clinico significativo che utilizzava le zanzare come sistema di somministrazione diretta di vaccini contro parassiti geneticamente modificati.
Ai partecipanti è stato prima somministrato il vaccino contro la malaria e poi il virus della malaria per vedere se il vaccino li avrebbe protetti dalla contrazione della malaria.
Il vaccino somministrato dalle zanzare è stato efficace al 50% e sette partecipanti su 14 hanno contratto la malattia.
