Più di 150 primati non umani in una struttura di ricerca che lottano contro la diarrea per oltre due anni non gridano esattamente 'buona fortuna'. Ma per un team di scienziati, è stato un vero e proprio tesoro di dati - un mucchio di preziose informazioni su come sconfiggere finalmente un nemico particolarmente disgustoso.

In uno studio pubblicato sull'ultimo numero di Science Translational Medicine, i ricercatori hanno setacciato il cumulo di dati immunologici provenienti dalle infezioni, registrando nuovi modi per addestrare le cellule immunitarie a sconfiggere i batteri responsabili del focolaio, un tipo di Shigella. Hanno estratto specifici frammenti dei batteri che il sistema immunitario può attaccare più efficacemente, collegando molecole bersaglio a specifici tipi di risposte immunitarie che distruggono i germi. Hanno anche individuato le minuscole tacche all'interno di quelle molecole bersaglio frastagliate dove si attaccavano gli anticorpi più potenti.

'I nostri studi hanno rivelato caratteristiche inaspettate della risposta anticorpale anti-Shigella in primati non umani naturalmente infetti e rappresentano un passo verso la progettazione razionale di candidati vaccinali contro Shigella', scrivono gli autori. Perché nulla dice 'progettazione razionale' come una poop-pocalypse di due anni.

La Shigella è un orrore gastrointestinale che colpisce più di 200 milioni di persone ogni anno e uccide più di 200.000, soprattutto bambini. I sopravvissuti di solito sviluppano alcune risposte immunitarie protettive, ma date le varie specie e sierotipi, queste risposte tendono a funzionare contro una gamma ristretta della famiglia batterica. E per aggiungere il danno alla beffa, i ceppi di Shigella stanno diventando sempre più resistenti agli antibiotici.

La necessità di un vaccino che combatta l'intera sporca famiglia è chiara, e numerosi sforzi di sviluppo sono in corso. Ma gli scienziati hanno lavorato senza i dettagliati dati molecolari e strutturali necessari per un vaccino sofisticato. Entra in scena il focolaio.

È iniziato a dicembre 2022 presso il Wisconsin National Primate Research Center di Madison. I primati non umani sono ospiti naturali della Shigella, e i focolai in tali strutture non sono rari. Ma è insolito che un focolaio sia così grande e duri così a lungo - anche alcuni lavoratori della struttura si sono ammalati.

In tutto, ci sono stati 169 casi di shigellosi microbiologicamente confermati tra i primati. I ricercatori hanno raccolto 151 isolati di Shigella per la sierotipizzazione e hanno eseguito il sequenziamento dell'intero genoma su 95 isolati rappresentativi. Il focolaio è stato causato da due gruppi correlati di Shigella flexneri, una specie che colpisce comunemente i primati non umani in cattività (i focolai umani sono più spesso guidati da Shigella sonnei, ma entrambi possono infettare entrambi i primati). Dei 90 isolati testati per la resistenza antimicrobica, più della metà (63%) erano multiresistenti. La maggior parte dei casi ha causato diarrea lieve, ma ci sono stati casi asintomatici e alcuni gravi. I neonati sono stati i più colpiti, rispecchiando i modelli umani.

I ricercatori hanno prelevato siero, plasma e specifiche cellule immunitarie da 41 animali infetti a 1, 2 e 4-6 settimane dopo l'infezione, quindi hanno analizzato le risposte immunitarie.

Prima, hanno cercato anticorpi che attaccano l'antigene O, il componente più esterno di una grande molecola chiamata LPS (lipopolisaccaride) che sporge dalla membrana batterica. LPS si trova esclusivamente sui batteri Gram-negativi, inclusi E. coli, Salmonella e Shigella. L'antigene O è un bersaglio immunitario comune, ma è variabile - gli anticorpi contro l'antigene O di un sierotipo potrebbero non aiutare a combattere altri.

Hanno trovato vari anticorpi che si legano all'antigene O, alcuni affinati da esposizioni ripetute. La cosa più interessante è che sembravano sviluppare la capacità di attaccare l'antigene O di molti sierotipi diversi - fondamentale per un vaccino. Inoltre, gli anticorpi che si legavano strettamente potevano innescare reazioni a cascata che disintegrano le cellule batteriche - un'altra caratteristica utile.

Successivamente, hanno esaminato gli anticorpi che attaccano parte di un sistema di secrezione di tipo 3 (T3SS), un apparato simile a una siringa che i batteri usano per iniettare proteine effettrici nelle cellule ospiti. Sulla punta del T3SS di Shigella ci sono due proteine, IpaB e IpaD, bersagliate dagli anticorpi dei primati. Som