Concezione

Un modello matematico per aiutare a ottimizzare lo sviluppo del vaccino

Quando si tratta di progettare un nuovo vaccino contro un’infezione virale, gli sviluppatori di vaccini devono prendere diverse decisioni importanti. Uno di questi è la scelta del tipo di risposta immunitaria che desiderano indurre.

In un recente post sul Forum in Tendenze in immunologiaUn gruppo di ricercatori dell’UPF e del Marchuk Institute of Numerical Mathematics di Mosca, in Russia, guidato da Andreas Meyerhans e Gennady Bocharov, fornisce un documento teorico che può aiutare a risolvere questo problema. I ricercatori hanno utilizzato un modello matematico per comprendere meglio la risposta immunitaria ai vaccini. Ciò potrebbe aiutare a migliorare la progettazione del vaccino e semplificare le sfide tecniche associate.

I virus sono parassiti intracellulari che hanno bisogno delle cellule ospiti per moltiplicarsi. Quindi, affinché un virus infetti un essere umano, deve avere accesso ad alcune delle cellule del corpo che consentiranno al virus di moltiplicarsi. I virus della progenie saranno assemblati nelle cellule infette e al momento del rilascio infetteranno altre cellule bersaglio nelle vicinanze. Senza alcuna risposta immunitaria per contrastare il virus, continuerà a diffondersi e può danneggiare gli organi.

I ricercatori hanno utilizzato un modello matematico per comprendere meglio la risposta immunitaria ai vaccini. Ciò potrebbe aiutare a migliorare la progettazione del vaccino e semplificare le sfide tecniche associate.

I vaccini sono il modo più conveniente per fornire a un ospite un’immunità specifica per il virus che aiuterà quindi a mantenere un virus infettivo al di sotto dei livelli patogeni. I vaccini lo fanno inducendo anticorpi che aiutano a neutralizzare i virus liberi assemblati e le cellule T citotossiche specifiche del virus che uccideranno le cellule infette e quindi ridurranno il numero di cellule produttrici di virus.

Sebbene entrambi i rami della risposta immunitaria siano considerati di fondamentale importanza per l’efficacia del vaccino, la domanda è: come cooperano? Le loro azioni sono semplicemente additivi o più che additivi? I ricercatori hanno ora affrontato queste domande fondamentali esaminando il contributo degli anticorpi e dei linfociti T citotossici utilizzando un modello di infezione virale basato sulla dinamica. Dimostrano che questi due principali fattori di controllo dell’infezione virale cooperano in modo moltiplicativo piuttosto che additivo. Sebbene questa relazione possa sembrare piuttosto astratta, ha implicazioni molto pratiche per lo sviluppo del vaccino.

Ad esempio, per essere efficace, un vaccino virale deve aumentare la risposta immunitaria di base di un fattore 10.000, questo può essere ottenuto in due modi. O gli anticorpi o le cellule T citotossiche sono aumentate di un fattore 10.000, oppure ciascuna di queste risposte è aumentata solo di un fattore 100. Quest’ultimo potrebbe essere più facile da ottenere in termini pratici e quindi offrire agli sviluppatori di vaccini diverse opzioni per la loro progettazione.

Sebbene queste considerazioni siano solo teoricamente basate e richiedano una validazione sperimentale, i primi dati in questa direzione stanno emergendo. “Ci auguriamo che il nostro lavoro di progettazione contribuisca positivamente alla progettazione del vaccino”, afferma Bocharov. E Meyerhans, l’autore finale dello studio, aggiunge che “le nostre considerazioni possono aiutare a semplificare le sfide tecniche dei nuovi vaccini e quindi essere di qualche utilità pratica per l’assistenza sanitaria”.

Fonte della storia:

Materiali forniti da Università Pompeu Fabra – Barcellona. Nota: il contenuto può essere modificato per stile e lunghezza.

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