Eastern equine encephalitis virus-vaccinated mice are protected against Madariaga virus despite negligible neutralizing antibody titers

Le zanzare sono molto più di un semplice fastidio estivo; per alcuni, sono vettori di invasori invisibili che possono causare malattie devastanti. Tra questi vi è una famiglia di virus noti come alphavirus, che viaggiano da un animale all'altro e talvolta passano all'uomo. Un membro di questa famiglia, il virus dell'encefalite equina orientale, è noto in Nord America per causare gravi infiammazioni cerebrali in cavalli e persone. Un altro, un cugino strettamente correlato chiamato virus di Madariaga, circola ampiamente in America Latina. Sebbene condivida l'albero genealogico con il suo parente nordamericano, i due sono abbastanza distinti da aver spinto gli scienziati a chiedersi da tempo se un vaccino progettato per uno offrirebbe protezione anche contro l'altro. Questa domanda non è solo accademica; è una questione di salute pubblica. Attualmente non esistono vaccini approvati specificamente per il virus di Madariaga, eppure i focolai possono essere mortali. Se i vaccini esistenti per il virus nordamericano potessero proteggere le persone o gli animali dal ceppo latinoamericano, sarebbero uno strumento potente per prevenire la malattia nelle regioni in cui il virus si sta espandendo.

Per testare questa possibilità, i ricercatori della Texas A&M University hanno allestito un esperimento controllato utilizzando topi, un modello standard per studiare come i virus si comportano nei corpi viventi. Hanno selezionato un vaccino disponibile in commercio utilizzato per proteggere i cavalli in Nord America. Questa iniezione contiene una versione inattivata del virus dell'encefalite equina orientale, insieme ad altri componenti, ed è progettata per insegnare al sistema immunitario a riconoscere e combattere quel virus specifico. Gli scienziati hanno vaccinato un gruppo di topi con questo vaccino per cavalli e poi, due settimane dopo, li hanno esposti a una dose letale di virus di Madariaga. Hanno confrontato i topi vaccinati con un gruppo che aveva invece ricevuto un'innoculazione di acqua salata innocua. L'obiettivo era semplice: vedere se gli animali che avevano ricevuto il vaccino per cavalli potessero sopravvivere a un attacco da parte di un virus contro il quale non erano stati direttamente istruiti a combattere.

I risultati sono stati sorprendenti. Ogni singolo topo che aveva ricevuto il vaccino per cavalli è sopravvissuto alla sfida, rimanendo vivo e sano durante il periodo di osservazione di trenta giorni. Al contrario, i topi non vaccinati sono stati molto meno fortunati; più di un terzo di loro è morto a causa dell'infezione, e i sopravvissuti hanno sofferto di gravi disturbi neurologici, inclusi paralisi e convulsioni. I topi vaccinati hanno mostrato comunque alcuni segni di malattia, come perdita di peso e letargia, ma i loro sintomi erano molto più lievi e non hanno mai raggiunto il punto critico in cui la morte diventa inevitabile. Quando i ricercatori hanno esaminato i corpi degli animali dopo lo studio, hanno riscontrato una chiara differenza in ciò che il virus aveva fatto al loro interno. Nei topi non vaccinati, il virus si era diffuso ampiamente attraverso gli organi, compresi i cervelli, dove ha causato gravi infiammazioni e danni alle cellule nervose. Nei topi vaccinati, invece, il virus era stato tenuto in gran parte a bada. Sebbene fossero tracce del virus presenti in alcuni dei loro organi, esso non aveva raggiunto il cervello e non vi erano segni del grave danno cerebrale osservato nei topi malati non vaccinati.

La scoperta forse più sorprendente è stata il modo in cui il sistema immunitario ha ottenuto questa protezione. Nel mondo dei vaccini, gli scienziati cercano spesso gli "anticorpi neutralizzanti", ovvero proteine che agiscono come una chiave, incastrandosi sul virus per impedirgli di entrare nelle cellule. Questi anticorpi sono solitamente considerati il gold standard per misurare se un vaccino funzionerà. Quando i ricercatori hanno testato il sangue dei topi vaccinati, hanno scoperto che la maggior parte di essi non presentava affatto anticorpi neutralizzanti rilevabili contro il virus di Madariaga. Alcuni ne avevano livelli molto bassi, ma nulla di ciò che ci si aspetterebbe tipicamente per fermare un'infezione mortale. Nel frattempo, i topi non vaccinati che sono sopravvissuti all'infezione hanno sviluppato livelli elevati e forti di questi anticorpi. Ciò crea un quadro paradossale: gli animali che erano protetti non avevano quasi alcun anticorpo neutralizzante, mentre gli animali che si sono ammalati li avevano sviluppati.

Questo risultato suggerisce che il vaccino abbia funzionato attraverso un meccanismo diverso da quello su cui gli scienziati solitamente fanno affidamento per misurare il successo. Il vaccino ha probabilmente istruito il sistema immunitario a riconoscere il virus in altri modi, forse attivando diversi tipi di cellule immunitarie o utilizzando anticorpi che non bloccano direttamente il virus, ma che aiutano comunque il corpo a eliminare l'infezione. Lo studio non ha individuato esattamente quale di queste altre difese fosse responsabile, ma ha dimostrato che erano efficaci. I ricercatori hanno osservato che, poiché il vaccino utilizzato era una miscela contenente altri virus, era possibile che uno degli altri componenti contribuisse alla protezione, sebbene la somiglianza tra i due virus renda la componente dell'encefalite equina orientale il driver più probabile.

Le implicazioni di questo lavoro vanno oltre il laboratorio. Dimostra che un vaccino esistente, progettato per un virus diverso ma correlato, può fornire uno scudo contro un patogeno mortale anche quando i marcatori tradizionali di immunità sono assenti. Per le regioni dell'America Latina in cui il virus di Madariaga si sta diffondendo e non esiste un vaccino specifico, ciò rappresenta una potenziale ancora di salvezza. Suggerisce che l'uso dei vaccini già disponibili per i cavalli potrebbe aiutare a prevenire malattie gravi e decessi in caso di un focolaio. Tuttavia, lo studio è stato condotto su topi e i ricercatori avvertono che la stessa protezione potrebbe non verificarsi in cavalli o esseri umani senza ulteriori test. Ciò che è chiaro è che il sistema immunitario è più versatile di quanto un semplice elenco di controllo di anticorpi possa suggerire, e talvolta, le difese del corpo possono operare in modi che rimangono invisibili ai test standard che usiamo per misurarle.