OMVac - Outer Membrane Vesicles (OMVs) from "Vaccinobacter": a Synthetic Biology approach for effective vaccines against infectious diseases and cancer
Il progetto OMVac - Outer Membrane Vesicles (OMVs) from "Vaccinobacter": a Synthetic Biology approach for effective vaccines against infectious diseases and cancer - prevede l’applicazione della biologia sintetica per creare un nuovo ceppo batterico (“Vaccinobacter”) per la produzione di vaccini multivalenti contro malattie infettive e tumori. Il progetto di ricerca, assegnato al Prof. Guido Grandi dell’Università di Trento, ha una durata di cinque anni e beneficia di 2,61 milioni di euro di finanziamento nell’ambito del VII Programma Quadro dell’Unione Europea. Ruolo di TLS è di collaborare allo sviluppo della piattaforma e alla validazione di vaccini tumorali, anche utilizzando innovativi modelli animali.
Aspetti generali
La vaccinazione è uno degli interventi più efficaci nella storia della medicina. Malattie devastanti causate da svariati agenti infettivi sono state del tutto, o quasi, sconfitte grazie all’introduzione della pratica vaccinale. Esiste tuttavia un determinato numero di malattie infettive per le quali non esiste ancora un vaccino e malattie croniche come il cancro sono ancora in attesa di valide soluzioni che trasformino la vaccinazione in un effettivo intervento preventivo e/o terapeutico. Per tali malattie, lo sviluppo di vaccini efficaci dipende dall’identificazione di antigeni specifici e dalla loro combinazione con adiuvanti in grado di attivare una selettiva risposta immunitaria. L’obbiettivo principale della ricerca, che viene svolta in collaborazione stretta tra TLS e Università degli Studi di Trento (CIBIO), prevede lo sviluppo di metodiche genetico-molecolari per la manipolazione di vescicole di membrana rilasciate dai batteri gram negativi, da utilizzare per la prevenzione di infezioni da microorganismi patogeni e per l’immunoterapia di tumori solidi umani.
Attività di ricerca
- Modifica del genoma dell’Escherichia coli in modo da creare un nuovo ceppo specializzato nella produzione di OMVs
Le OMVs sono costituite da un numero cospicuo di proteine endogene appartenenti per lo più alla membrana esterna e al periplasma batterico. Molte di queste proteine non contribuiscono all’induzione di risposte immunitarie protettive contro le patologie di interesse. Pertanto la prima importante attività del progetto riguarda l’impiego di tecniche di proteomica e bioinformatica per la caratterizzazione del contenuto proteico delle OMVs. A tale studio seguirà quindi l’applicazione di nuove metodiche di manipolazione genomica, al fine di creare un ceppo batterico (“Vaccinobacter”) che rilascia vescicole composte da un basso corredo di proteine endogene. - Sviluppo di nuovi strumenti genetici per arricchire l’OMVs con antigeni eterologhi
La seconda attività del progetto è quello di sviluppare strategie di biologia genetico-strutturale per esprimere ed indirizzare antigeni batterici e/o tumorali nei vari compartimenti delle OMVs. Tali tecnologie includeranno fusioni geniche, ingegnerizzazione di domini e manipolazione di meccanismi di trasporto proteico. - Sviluppo di nuovi vaccini basati sull’utilizzo di OMVs
L’attività finale del progetto prevede lo sfruttamento del “Vaccinobacter” e delle metodiche di manipolazione derivanti delle precedenti attività per la formulazione di innovativi vaccini. In particolare verrano selezionati specifici antigeni di patogeni batterici quali Streptococco e Stafilococco e marcatori proteici tumorali e verrano quindi espressi nel compartimento vescicolare. Le OMVs così decorate, verrano purificate ed impiegate per l’immunizzazione in modelli animali. Infine verrà analizzata sia la risposta umorale e cellulo-mediata indotta che la capacità protettiva dei vaccini.
Università degli Studi di Trento (CIBIO):
Grandi Guido, Prof.
Elena Caproni, PhD (c/o TLS)
Laura Fantappiè, PhD (c/o TLS)
Luca Frattini, PhD
Luisa Ganfini, PhD student (c/o TLS)
Enrico Konig, PhD
Carmela Irene, PhD
Michele Tomasi PhD student
Ilaria Zanella, PhD student
Francesca Zerbini, PhD
Sabine Isaac, PhD student
Fondazione Toscana Life Sciences
Alberto Grandi, PhD
Matteo Parri, PhD
