Zoonosi

Le zoonosi sono malattie dovute ad un processo infettivo il cui agente eziologico risulta essere naturalmente trasmissibile dall’animale all’uomo o viceversa. I principali agenti eziologici responsabili di queste malattie comprendono i batteri, i virus, i parassiti, i miceti e altre entità biologiche, come riportato dall’Istituto Superiore di Sanità (ISS). Attualmente, le zoonosi sono particolarmente diffuse a livello mondiale, infatti più del 60% degli agenti patogeni che infettano l’uomo sono di origine animale. Le dinamiche e le fonti di trasmissione sono molteplici e possono avvenire sia per contatto diretto che indiretto, generando importanti ripercussioni sulla sanità pubblica e veterinaria, che si riflettono sul settore zootecnico con implicazioni negative sulle produzioni di alimenti di origine animale e sull’economia. Su questo fronte, Porto Conte Ricerche ha condotto vari studi che hanno interessato le seguenti tematiche:

L’attuale pandemia da COVID-19, causata dalla trasmissione del virus SARS-CoV-2, è solo l’ultima, in termini temporali, delle zoonosi che la popolazione a livello globale ha dovuto fronteggiare. L’elevata diffusione del virus SARS-CoV-2 ha richiesto un impegno da parte dell’intera comunità scientifica allo scopo di acquisire in tempi brevi il maggior numero possibile di informazioni sul virus e sulla gestione della malattia COVID-19. Tra gli studi condotti sul tema a Porto Conte Ricerche, un’attività di ricerca ha valutato l’effetto di farmaci, già disponibili ed impiegati per altre patologie, su linee cellulari, allo scopo di individuare la combinazione con il miglior effetto sinergico. In aggiunta, è stato condotto un approfondito studio con approccio “OMICO”, mediante tecnologie di proteomica, di genetica molecolare e di metabolomica. Lo studio ha avuto l’obiettivo di delucidare i meccanismi di infezione cellulare attribuibili a SARS-CoV-2 e di valutare i processi biologici che si attivano durante il trattamento farmacologico con la migliore combinazione selezionata nello studio.

Un’altra linea di ricerca si è proposta di sviluppare un sistema diagnostico di tipo antigenico capace di rilevare in modo rapido, pratico e affidabile la presenza di SARS-CoV-2 responsabile della malattia COVID-19. Il test diagnostico è stato concepito e sviluppato in modo che possa offrire un risultato facilmente interpretabile e affidabile in breve tempo.

L’idea progettuale del prototipo diagnostico ha come base l’utilizzo di aptameri, ovvero brevi sequenze oligonucleotidiche sintetiche (20-100 basi) a singolo filamento di DNA o di RNA. Attualmente, questa nuova tecnologia sta assumendo un ruolo rilevante in numerosi campi, data la relativa semplicità della reazione di sintesi degli aptameri, l’elevata stabilità, le piccole dimensioni, il costo relativamente contenuto (e comunque inferiore rispetto a quello degli anticorpi, che al momento rappresentano il gold standard per questa tipologia di sistemi diagnostici) e la bassa tossicità. Queste caratteristiche hanno permesso agli aptameri di acquisire un ruolo di primo piano in numerose applicazioni che includono sistemi per la prevenzione (food inspection), per la diagnosi (rilevamento di marker di patologia) e per la terapia (drug delivery di farmaci). Lo scopo del progetto è stato utilizzare gli aptameri in sostituzione degli anticorpi per il riconoscimento di specifici antigeni. Sono stati selezionati aptameri specifici in grado di riconoscere un'unica proteina virale espressa da SARS-CoV-2, la nucleoprotein. A seguire, le attività si sono focalizzate sull’inserimento degli aptameri in un nuovo sistema diagnostico di tipo antigenico.

Ulteriori attività a tema COVID-19 sono state associate a progetti collaborativi con Sardegna Ricerche ed altri Enti di ricerca, quali l’Università di Sassari e di Cagliari.

Tra essi, Porto Conte Ricerche ed i partner progettuali (Università degli Studi di Sassari e Sardegna Ricerche) hanno ottimizzato un protocollo per la preparazione dei campioni da sottoporre al test “molecolare”, più vantaggioso in termini di tempi e costi rispetto a quello generalmente in vigore nei laboratori di diagnostica. È stato inoltre messo a punto un metodo analitico che sfrutta una tecnica strumentale diversa da quella classica per individuare il virus, potenzialmente molto utile in casi di diagnosi dubbia.

In un altro progetto, Porto Conte Ricerche ed i partner progettuali (Università degli Studi di Cagliari e Sardegna Ricerche) hanno sviluppato un nuovo metodo, rapido ed economico, in grado di riconoscere rapidamente vari tipi di virus, potenzialmente impiegabile per l’individuazione in tempi estremamente ridotti (pochissimi minuti) del SARS-CoV-2.

Infine, nell’ambito di un terzo progetto collaborativo, Porto Conte Ricerche, assieme all’Università degli Studi di Sassari ed a Sardegna Ricerche, ha sviluppato un nanomateriale che ha dimostrato efficacia nel contrasto alla replicazione di SARS-CoV-2.

Presso Porto Conte Ricerche, è stata portata avanti negli anni una linea di ricerca mirata alla costruzione di protocolli efficaci per la diagnosi sensibile e specifica dell’idatidosi (o echinococcosi cistica), una delle più diffuse zoonosi elmintiche, causata dallo stadio larvale del cestode Echinococcus granulosus sensu lato (s.l.). L’infestione è altamente endemica in alcuni Paesi dell’Europa meridionale e orientale, dove rappresenta un rilevante problema per l’economia e la sanità pubblica. La stretta convivenza tra cane e ovini nelle zone rurali rappresenta un elemento significativamente associato con il perpetuarsi del ciclo del parassita in aree endemiche. In Sardegna, la prevalenza della idatidosi ovina è del 65.3%; questa elevata prevalenza si riflette sulla salute umana, comportando una media annuale di ricoveri 5 volte superiore alla media nazionale (6.9/100.000 vs 1.4/100.000 abitanti). Ciò sottolinea la rilevanza del concetto di One Health e la necessità di riconsiderare l’interconnessione esistente tra la salute dell’uomo e quella degli animali. La diagnostica umana è prevalentemente affidata alle tecniche di “imaging”, in quanto la sierologia, che potrebbe fungere da esame di conferma, oltre che da utile strumento di screening per le popolazioni maggiormente a rischio, soffre l’assenza di test commerciali robusti ed attendibili. Per questa ragione, è stata portata avanti una linea di ricerca che ha portato alla caratterizzazione biochimica ex novo del liquido cistico, la messa a punto di un metodo efficace per la purificazione di uno dei principali antigeni (antigene 5, Ag5) di Echinococcus granulosus ed alla costruzione di un test diagnostico, basato su tecnologia ELISA, per la diagnosi dell’idatidosi umana. Questo ELISA è risultato molto robusto, con una sensibilità superiore rispetto agli ELISA commerciali, sviluppati utilizzando il liquido cistico grezzo e non un antigene specifico e purificato, candidandosi come un potenziale tool per la diagnosi sierologica dell’idatidosi. Altro antigene ad elevato potere immunogeno è l’antigene B (AgB), sintetizzato presso il Laboratorio di Proteomica e Immunodiagnostica di Porto Conte Ricerche ed utilizzato anch’esso per l'allestimento di un ELISA, per la rilevazione degli anticorpi presenti nel siero umano, in caso di presenza del parassita, con un interessante potenziale nel discriminare gli stadi della patologia.