Nel corso dell¿ultimo decennio si è assistito ad un crescente utilizzo di nanoparticelle d¿oro (Au-NP) come nanosistemi polifunzionali in grado di esibire sulla loro superficie una molteplicità di ligandi dotati di attività biologica, con promettenti sviluppi nel settore biomedico. In tale ambito, il presente progetto propone che Au-NP funzionalizzate con antigeni saccaridici sintetici associati ad agenti patogeni possano dar luogo ad interazioni multivalenti con le cellule del sistema immunitario e trovare quindi applicazione come carrier di vaccini a base saccaridica. Gli antigeni saccaridici di sintesi sono infatti troppo piccoli per una efficiente attivazione della risposta immunitaria. I ligandi multivalenti saccaridici possono invece generare un ¿cluster¿ antigenico in grado di mimare il polisaccaride (PS) naturale presente sulla superficie della cellula batterica, inducendo una forte amplificazione della risposta immunitaria.
L¿approccio vaccinale più efficace per combattere le infezioni da batteri incapsulati è oggi rappresentato dall¿uso dei glicoconiugati, in cui il carboidrato è coniugato ad una proteina carrier. Questi, a differenza dei vaccini a base di PS purificati, inducono la formazione della memoria immunologica (antigeni T-dipendenti), specie nei bambini. Esistono tuttavia alcune perplessità sui vaccini glicoconiugati, in termini di efficacia e di costo di produzione. Recenti risultati hanno mostrato che i PS zwitterionici (ZPS), contenenti sia cariche positive sia negative all¿interno delle unità ripetitive, possiedono proprietà immunologiche uniche comportandosi in modo analogo agli antigeni T dipendenti. Il principale obiettivo del presente progetto è l¿esplorazione di nuovi vaccini saccaridici non coniugati mediante la sintesi di analoghi zwitterionici di frammenti di PS batterici, la loro coniugazione a Au-NP e lo studio delle proprietà biologiche dei risultanti nanosistemi multivalenti.
Il conseguimento degli obiettivi sopra esposti richiede un approccio fortemente multidisciplinare, attraverso l¿integrazione di competenze complementari che sono ben rappresentate dalle 4 unità proponenti. Università degli Studi di Milano: si occuperà della sintesi chimica di frammenti di polisaccaridi batterici e dei loro analoghi zwitterionici. In particolare, verranno sintetizzati frammenti dei polisaccaridi di superficie dei batteri Salmonella typhi (antigene Vi) e Neisseria meningitidis tipo A. Università degli Studi di Padova: si occuperà della preparazione di Au-NP di varie dimensioni e della loro funzionalizzazione con le molecole di sintesi. Università degli Studi del Piemonte Orientale A. Avogadro: si occuperà della caratterizzazione biologica, mediante studi in vitro e ex vivo, di tutti i composti sintetici, mono- e polivalenti. Università degli Studi di Milano-Bicocca: si occuperà della valutazione immunologica in vivo su modelli animali dei composti sintetici.
I seguenti risultati potranno scaturire dall¿azione concertata delle 4 unità proponenti: -la messa a punto di un'efficiente strategia per ottenere frammenti di varia lunghezza del PS Vi e di loro analoghi zwitterionici; -la preparazione di varie famiglie di Au-NP glicofunzionalizzate, che differiscano sia per il diametro medio sia per la percentuale saccaridica presente sul monostrato superficiale; -informazioni sul meccanismo di processazione dei composti sintetici, monovalenti e multivalenti, all¿interno delle cellule del sistema immunitario, e sulle proprietà biologiche dei ZPS; -informazioni sulla stabilità e immunogenicità in vivo dei composti sintetici, e sulla loro capacità di indurre protezione in modelli animali. I risultati del presente progetto condurranno ad un avanzamento delle conoscenze riguardanti l¿efficienza di vaccini saccaridici supportati su Au-NP, fornendo le basi per una loro applicazione alla progettazione di vaccini innovativi non glicoconiugati.