L’immunologia sta salvando il mondo?

Viviamo in un mondo pieno di germi. Per proteggerci dalle malattie che i microbi possono causare, abbiamo il sistema immunitario. Cinquant’anni fa circa due scienziati straordinari, Max Cooper e Chuck (Jacques) Miller, hanno scoperto un pilastro dell’immunità dei vertebrati: le nostre difese comprendono cellule che possono essere di diversi tipi, avere origine in diversi organi e avere diverse funzioni.

“La mia curiosità per come il corpo risponde alle infezioni è iniziata da bambino”, ha raccontato Miller sulla rivista Cell. “Mia sorella minore Jeanine e io giocavamo spesso nella stanza di Jacqueline, la maggiore, anche quando lei tossiva e sputava sangue, eppure non siamo mai stati contagiati dalla tubercolosi di cui soffriva. Avevo sentito per caso il dottore spiegare a mia madre che cosa fosse la tubercolosi e quanto poco si sapesse su come il corpo resiste a questa infezione. Ciò ha ispirato il mio interesse per la ricerca medica”.

Un giovane Chuck Miller al microscopio (Walter + Eliza Hall Institute of Medical Research)

Appena laureato in medicina in Australia, Miller voleva studiare il cancro e iniziò a lavorare su alcuni virus che inducevano la leucemia. La malattia iniziava nel timo, e lui voleva capire perché iniziasse proprio lì. Un po’ per caso notò che se il timo veniva rimosso in topi molto giovani, questi all’inizio stavano bene, ma poi erano soggetti a numerose infezioni e morivano. Era evidente che c’era qualcosa che non andava nel loro sistema immunitario: c’era qualcosa che il timo neonato doveva fare durante la crescita, perché le difese diventassero efficaci. Quel qualcosa era produrre cellule, i linfociti T, che entravano in circolo e in ogni parte del corpo acquisivano esperienza e capacità immunitarie contro gli invasori.

Per la prima volta un organo era stato collegato a una particolare funzione del sistema immunitario. Prima si sapeva che il sistema immunitario esisteva e funzionava, ma c’erano pochissime idee di come potesse funzionare. Non si sapeva quali organi o cellule fossero coinvolte, né come fossero prodotti gli anticorpi. La conoscenza era minima e primitiva.

Miller è verosimilmente fra gli ultimi ad avere scoperto un organo di primaria importanza e la sua scoperta ha eccitato medici e scienziati. Non tutti però ci hanno creduto. Nonostante i topi privati del timo si ammalassero di ogni possibile infezione, sembrava incredibile che una funzione così importante nello sviluppo delle difese fosse affidata al timo. Un organo insignificante e meschino, il timo era stato considerato inutile fin dai tempi dell’antica Grecia.

“Alcuni bambini che curavo avevano infezioni ricorrenti e non erano in grado di liberarsene: le avevano in continuazione anche se erano curabili con gli antibiotici”, ha detto Max Cooper alla rivista Cell. Pediatra di formazione, Cooper era interessato ad alcune immunodeficienze infantili. “Ho iniziato a leggere molto sull’immunologia e mi sono reso conto che avevo bisogno di capire meglio come i sistemi immunitari si sviluppano e funzionano. Mi era necessario per diagnosticare più precisamente quelle malattie e comprenderle a sufficienza da trovare trattamenti migliori per quei bambini.”

Cooper pensava che dovessero esistere diversi tipi di cellule responsabili di diverse funzioni immunitarie. In alcuni esperimenti con i polli trovò un organo vicino alla cloaca, la cosiddetta borsa di Fabrizio, la cui rimozione interferiva con le difese.

Grazie a queste due scoperte si è capito che se il timo era la fonte di un tipo di linfociti, le cellule T, la borsa di Fabrizio era all’origine di un altro tipo, le cellule B, e che queste ultime proliferano e maturano in plasmacellule in grado di secernere gli anticorpi (nei mammiferi, dove non c’è un organo corrispondente alla borsa di Fabricio, esperimenti successivi hanno dimostrato che le cellule che producono anticorpi derivano dal midollo osseo, con l’assistenza delle cellule prodotte dal timo).

Chuck Cooper e Max Miller hanno ricevuto il premio Albert Lasker 2019 per la ricerca medica di base, per la loro scoperta delle cellule B e T: il principio organizzativo del sistema immunitario adattivo.

“La mente umana ama risolvere problemi”, ha detto Sir Marc Feldmann immunologo di Oxford, alla fine del video qui sopra. “Ci sono problemi come i cruciverba o i rebus, che danno soddisfazione ma non cambiano il mondo. I rebus immunitari che hanno risolto Chuck Miller e Max Cooper hanno cambiato il mondo”.

“Non è il caso che fissi un altro appuntamento” è ciò che Virginia M.P. si era sentita dire 25 anni fa dal proprio medico. Il suo tumore al seno metastatico era refrattario a tutti i tipi di chemioterapia disponibili all’epoca e l’oncologo non aveva più nessun trattamento da proporle. Contro ogni aspettativa Virginia oggi è viva grazie al trastuzumab, un anticorpo monoclonale sviluppato da Michael Shepard, Dennis Slamon e Axel Ullrich.

La storia era iniziata negli anni Ottanta alla Genentech, la prima industria biotecnologica. Axel Ullrich, oggi al Max Planck Institut fur Biochemie vicino a Monaco di Baviera, aveva individuato her2, un gene all’origine di un recettore proteico che stimolava le cellule a crescere e riprodursi. Ullrich studiava i fattori di crescita ed era convinto che potessero avere un’applicazione in medicina.

Axel Ullrich (foto: Axel Griesch, MPI Biochemistry)

Ullrich e l’oncologo Dennis Slamon, dell’Università della California a Los Angeles, si accorgono che circa il 25% delle pazienti con tumore al seno hanno molte copie del gene her2. Non si trattava di una variazione ereditaria e le donne con questa caratteristica avevano all’epoca una prognosi peggiore. Ullrich e Slamon cercarono dunque di capire se la malattia potesse essere curata colpendo questo bersaglio molecolare.

Dennis Slamon (foto: Milo Mitchell/UCLA)

Alla Genentech Michael Shepard e il suo gruppo producono un anticorpo monoclonale contro il recettore di her2. Somministrando questo anticorpo a cellule di tumore al seno positive per her2 dimostrano che la crescita si arresta. In azienda però i capi sono scettici: nessuno ha finora curato un cancro con un anticorpo.

Michael Shepard (foto: Lasker Foundation)

I tre scienziati sono convinti di avere qualcosa di importante tra le mani e insistono. Un ostacolo tecnico da superare è il tipo di anticorpo: quello che hanno sviluppato è di topo e a loro ne serve uno umano, per evitare che il sistema immunitario delle pazienti scateni un attacco. Ci riescono. È la prima volta che da cellule cresciute e manipolate in laboratorio esce un anticorpo monoclonale completamente umanizzato da usare in clinica.

La sperimentazione del trastuzumab ha successo: le pazienti hanno pochi effetti collaterali rispetto ad altri tipi di cure perché, a differenza della chemioterapia o della radioterapia, l’anticorpo monoclonale risparmia le cellule che non hanno l’alterazione di her2. Da quando è stato approvato, con il nome commerciale di Herceptin dalla Food and Drug Administration nel 1998, più di 2 milioni di donne sono state curate con questo trattamento.

Il premio Lasker~DeBakey in medicina clinica 2019 è stato assegnato a H. Michael Shepard, Dennis J. Slamon e Axel Ullrich per l’invenzione di Herceptin, il primo anticorpo monoclonale che blocca una proteina cancerogena, e per lo sviluppo della relativa terapia salvavita per le donne con carcinoma mammario.

Le cellule scoperte da Chuck Miller e Max Cooper sono stimolate dagli antigeni contenuti nei vaccini a produrre una difesa di lunga durata contro le malattie infettive. Ma dove c’è tanta povertà, è difficile che i vaccini raggiungano i bambini che ne hanno bisogno. O almeno, era difficile.

Gavi, l’Alleanza globale per i vaccini fondata nel 2000 da Bill Gates, acquista vaccini per il 60% dei bambini nel mondo. Negli anni Novanta Bill Gates e sua moglie Melinda avevano creato da poco la loro Fondazione. Erano convinti che i vaccini fossero l’intervento sanitario più efficace ed economico, ma erano frustrati che ancora così tanti bambini nel mondo non fossero immunizzati.

Ancora all’inizio di questo secolo molti vaccini importanti erano somministrati solo ai bambini di Paesi ricchi o medio-ricchi. Gavi è stata creata con due obiettivi: far arrivare i vaccini esistenti ai bambini nei Paesi a maggior rischio di malattie infettive e sviluppare altri vaccini necessari in quelle parti del mondo.

Al cuore dell’Alleanza di Gavi ci sono, oltre alla Fondazione Gates, l’Organizzazione mondiale della sanità (OMS), l’Unicef e la Banca mondiale. Ma con Gavi collaborano anche le industrie farmaceutiche, gli istituti di ricerca, i governi, che insieme possono far aumentare la disponibilità di vaccini. Gavi garantisce alle aziende farmaceutiche che i vaccini che producono saranno pagati interamente. Quindi fornisce i vaccini ai Paesi che non se li possono permettere a un prezzo ridotto.

Non è un regalo: anche i Paesi più poveri contribuiscono, per quanto possono, a coprire il costo di ogni dose e man mano che si affrancano dalla povertà, la loro quota cresce in proporzione. Sedici Paesi assistiti da Gavi sono ora in grado di sostenere l’intera spesa per i propri vaccini.

Gavi investe anche nei sistemi sanitari: nella formazione di personale medico e infermieristico, nell’educazione della popolazione e nello sviluppo di nuove tecnologie (per esempio in droni che possono consegnare forniture sanitarie in luoghi difficili da raggiungere).

Ha anche stimolato l’innovazione nell’ambito della catena del freddo: tramite pannelli solari, nanotecnologie e nuovi materiali è oggi possibile mantenere e trasportare i vaccini a basse temperature anche in posti dove fa molto caldo e l’elettricità va e viene.

Il premio Lasker~Bloomberg 2019 per il servizio pubblico è stato assegnato a Gavi, l’Alleanza globale per i vaccini, per avere provveduto a fornire vaccini per l’infanzia in tutto il mondo, salvando milioni di vite umane (700 milioni di bambini hanno ricevuto vaccini grazie a Gavi), e per aver richiamato l’attenzione sulla potenza dell’immunizzazione nel prevenire le malattie.

 

Ho scritto questo post consultando prevalentemente il sito dei Lasker Awards 2019. Nella foto di apertura (Gavi/Phil Moore) l’infermiera Madeleine Semo vaccina un bambino al Ngbaka health centre di Kinshasa, nella Repubblica Democratica del Congo.

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