Trasformazione mediata da Agrobacterium tumefaciens per la produzione di vaccini edibili

Il meccanismo con cui Agrobacterium tumefaciens inserisce nel genoma nucleare vegetale un proprio segmento di DNA è conosciuto da decenni e ha permesso lo sviluppo di importanti tecnologie che consentono di modificare geneticamente molte specie vegetali e altri organismi. La trasformazione genetica è alla base della patogenicità di A. tumefaciens e coinvolge il trasferimento della regione T-DNA dal plasmide Ti del batterio alla cellula vegetale, e la sua integrazione nel genoma nucleare. L'espressione dei geni compresi nella regione del T-DNA induce proliferazione cellulare e la formazione di un tumore caratteristico alla base del fusto. Le tecniche di ingegneria genetica si basano sulla costruzione di plasmidi Ti “disarmati” di A. tumefaciens e sulla sostituzione, nel T-DNA, dei geni responsabili della patologia con alcuni geni d'interesse. Questi vettori genici possono essere utilizzati per trasformare cellule vegetali in modo stabile o transiente, permettendo l'introduzione di nuovi tratti nelle piante o di produrre proteine ricombinati, come enzimi o biofarmaci. La diffusione di nuove patologie infettive nelle popolazioni umane e animali rende necessario lo sviluppo di nuovi metodi di vaccinazione efficaci e a basso costo, di facile distribuzione e somministrazione. In questo scenario, i vaccini edibili si pongono come una valida alternativa per superare i limiti dell'utilizzo e della somministrazione dei vaccini tradizionali. L'assunzione di parti edibili della pianta, modificate geneticamente per produrre antigeni di patogeni d'interesse, potrebbe stimolare in modo efficace la risposta immunitaria dell'individuo e generare un'immunità duratura contro una specifica patologia. La produzione di “cibi-farmaci”, come fonti nutritive che possano contemporaneamente rinforzare la salute, ha numerosi vantaggi. Infatti, nonostante un primo investimento iniziale per la ricerca, i vaccini edibili sono candidati meno costosi e più sostenibili rispetto a quelli tradizionali. La loro distribuzione e conservazione è molto più semplice, permettendone il commercio in tutto il mondo. Per questo motivo, i vaccini edibili sono una delle frontiere più promettenti nella prevenzione di molte malattie infettive, soprattutto nei Paesi in via di sviluppo. Nel corso degli anni, molte piante sono state modificate geneticamente per esprimere antigeni contro patologie come il colera, gastroenteriti, malattie autoimmuni o patogeni virali. Nel mio elaborato ho analizzato in particolare due articoli scientifici che descrivono lo sviluppo di vaccini orali. Nel primo studio, è stato possibile esprimere in N. benthamiana proteine del capside di BFDV (beak and feather disease virus), agente eziologico di una virosi comune in molti uccelli della famiglia degli psittacidi, nonostante siano necessari ulteriori passaggi per creare un vaccino in grado di indurre un risposta immunitaria specifica negli organismi target. Inoltre, i vaccini edibili potrebbero essere utilizzati nel trattamento di alcune patologie neurodegenerative, anche conosciute come sinucleopatie per la caratteristica formazione di aggregati di α-Sinucleina. Nel secondo studio analizzato, è stato possibile esprimere in piante di carota (Daucus carota) epitopi immunogenici di α-Sinucleina che sembrano in grado di stimolare la produzione di anticorpi contro aggregati di questa molecola, dimostrando come questo vaccino potrebbe essere un valido candidato per l'immunoterapia contro le sinucleopatie.