Un ricercatore dell'ETH vuole prevenire le infezioni del tratto urinario con un vaccino

Giorgia Greter potrebbe essere seduta in uno degli uffici minimalisti ma eleganti di una società di venture capital, ad analizzare il potenziale delle start-up e delle nuove tecnologie per sconvolgere i mercati. Potrebbe anche analizzare le piastre di Petri in un laboratorio invece dei piani aziendali e rispondere ad alcune delle domande fondamentali della vita come accademica.

Invece, la ricercatrice 29enne parla con entusiasmo della start-up che sta creando nello stesso campus in cui ha completato gli studi di dottorato: il campus Hönggerberg del Politecnico di Zurigo.

La start-up Baxiva sta sviluppando un vaccino per prevenire le infezioni del tratto urinario (UTI). Queste infezioni sono estremamente spiacevoli. Iniziano con una minzione dolorosa e frequente. A volte i crampi attraversano l'addome e a volte il sangue intorbida l'urina. Per l'organismo può essere molto difficile combattere queste infezioni. Se non trattata, l'infezione può diffondersi anche ai reni e, in rari casi, portare a un avvelenamento del sangue potenzialmente letale.

Sempre più resistenza agli antibiotici

"Quasi una donna su due soffre di un'infezione del tratto urinario almeno una volta nella vita. Anche un uomo su otto ne soffre, soprattutto con l'avanzare dell'età", spiega Greter. Alcuni hanno la fortuna di contrarre l'infezione solo raramente. Tuttavia, per molti, soprattutto per le donne, si tratta di un problema fin troppo familiare che si ripresenta continuamente.

Greter sottolinea quanto siano comuni queste infezioni e l'impatto negativo che hanno sulla produttività e sulla qualità della vita. Gli studi hanno dimostrato che le infezioni del tratto urinario non causano solo dolore e problemi di salute, ma anche ansia e senso di colpa: le persone con infezioni ricorrenti del tratto urinario temono la prossima infezione.

Proprio come una persona vicina a Greter. La donna soffre di infezioni ricorrenti del tratto urinario e deve quindi assumere antibiotici più volte all'anno.

L'unico trattamento efficace attualmente disponibile, gli antibiotici, comporta un problema: "Sempre più E. coli sviluppano una resistenza agli antibiotici", dice Greter. I farmaci in circolazione da decenni non funzionano più in modo affidabile. E questo problema sta crescendo rapidamente.

Dall'intestino al tratto urinario

L'E. coli, abbreviazione di Escherichia coli, è un batterio che Greter conosce molto bene: Nella sua tesi di dottorato in ecologia microbica quantitativa, ha studiato l'E. coli nell'intestino e ha ricevuto la medaglia dell'ETH per il suo lavoro.

Anche funghi o virus possono scatenare un'infezione delle vie urinarie. Tuttavia, l'E. coli è di gran lunga la causa più comune.

Questo batterio è presente naturalmente in un intestino sano. La maggior parte dei ceppi non è nemmeno in grado di causare infezioni. "Ma alcuni ceppi nocivi hanno sviluppato strumenti speciali per invadere il tratto urinario", spiega Greter. "Hanno le cosiddette adesine, che usano per attaccarsi al rivestimento sensibile dell'uretra, impedendo loro di essere espulsi durante la minzione. Hanno tossine che aprono le nostre cellule per accedere alle sostanze nutritive e hanno una capsula polisaccaridica protettiva che rende questi batteri quasi invisibili al sistema immunitario", descrive Greter. Lo scienziato è in grado di spiegare in modo semplice cose complesse.

Questo sarà importante per finanziare l'azienda. I vaccini hanno davanti a sé una strada lunga e costosa prima di poter essere utilizzati in clinica. Greter stima che lo sviluppo del suo vaccino richiederà un investimento di oltre un miliardo di franchi svizzeri nell'arco di dieci o quindici anni prima che possa essere disponibile in farmacia o in uno studio medico.

Si tratta di un grosso investimento, ammette l'autrice, "ma è un problema enorme da risolvere e questi test sono un processo importante per determinare se un vaccino è sicuro ed efficace prima di essere venduto". Il progetto è partito bene e la sua domanda all'agenzia svizzera per l'innovazione Innosuisse è stata appena approvata.

Insegnare al sistema immunitario a riconoscere la capsula batterica

Ma qual è esattamente l'approccio di Greter? Il nostro sistema immunitario è sempre alla ricerca di batteri che invadono il nostro corpo e di solito è molto bravo a ucciderli, altrimenti non saremmo qui". Ma questi batteri nocivi dell'E. coli si nascondono al nostro sistema immunitario sotto la loro capsula polisaccaridica. "Il nostro vaccino insegna al sistema immunitario a riconoscere e attaccare la capsula", spiega la dottoressa.

Sviluppare un vaccino di questo tipo non è un compito facile, ed è qui che entra in gioco la tecnologia di Baxiva. "Per insegnare al sistema immunitario a riconoscere la capsula, dobbiamo incollare il polisaccaride a una proteina immunostimolante e iniettare questa combinazione nel corpo". Si tratta di un tipo di vaccino ben noto, noto come glicoconiugato, un'altra parola che descrive i polisaccaridi.

Per molto tempo si è ritenuto impossibile sviluppare un glicoconiugato per l'Escherichia coli, poiché le sue capsule sono costituite da molti polisaccaridi complessi diversi, ciascuno con una propria chimica complessa.

Un vaccino con meno effetti collaterali

In effetti, i colleghi di Giorgia nel Laboratorio di Immunologia Mucosale, Emma Slack, Tim Keys e Christoph Rutschmann, hanno studiato per anni i polisaccaridi di superficie dell'E. coli. Greter spiega: "La svolta è arrivata quando il nostro gruppo ha iniziato a collaborare con i chimici del gruppo di Bode. Abbiamo identificato uno specifico legame chimico di tutti i polisaccaridi dell'E. coli e i nostri colleghi chimici hanno progettato un 'linker', la colla perfetta per legare questi polisaccaridi a una proteina".

Il vantaggio di una vaccinazione di questo tipo è che i batteri innocui non vengono colpiti. Inoltre, poiché questo vaccino contiene componenti ben definiti, si prevede che avrà meno effetti collaterali rispetto ai vaccini in cui vengono iniettate intere cellule batteriche uccise.

Altri vaccini richiedono un richiamo

Secondo Greter, una volta vaccinati contro l'E. coli, non si dovrebbe contrarre un'altra infezione, tanto meno un avvelenamento del sangue.

Questo differisce dai vaccini già disponibili in alcuni Paesi. Per esempio, esiste un vaccino contro le infezioni del tratto urinario che richiede l'assunzione regolare di una capsula contenente un cocktail di batteri uccisi. Uno studio recente ha dimostrato che quasi la metà di coloro che assumono le capsule ha ancora un'infezione del tratto urinario dopo nove anni.

Un altro vaccino iniettabile richiede diverse dosi per l'immunizzazione di base e deve essere rinnovato ogni anno. Ha anche effetti collaterali spiacevoli come sintomi influenzali e, in rari casi, problemi cardiovascolari. Inoltre, la sua efficacia è controversa.

Scambio in laboratorio

Questi tipi di vaccini si basano su una tecnologia diversa: in questi casi vengono inoculati i componenti originali inattivati dell'E. coli. Senza i progressi tecnologici di Baxiva, questi vaccini possono innescare risposte immunitarie solo contro le strutture batteriche che normalmente sono nascoste sotto la spessa capsula bersaglio dei vaccini Baxiva.

Lo sviluppo della tecnologia dei vaccini Baxiva dimostra che la scienza spesso non funziona in modo lineare. Illustra anche quanto sia importante l'interazione umana per il progresso. Durante la tesi di dottorato di Greter, Tim Keys e Christoph Rutschman, che in seguito sono diventati i suoi due co-fondatori, conducevano ricerche nello stesso laboratorio.

"Avevamo condotto ricerche su progetti molto diversi e non avevamo mai lavorato insieme. Ma il modo in cui lavora il gruppo di immunologia mucosale ci ha permesso di vedere e discutere sempre quello che l'altro stava facendo", ricorda Greter.

Riorientamento con il programma Entrepreneur

All'epoca, Greter, come molti dottorandi, si trovava di fronte alla domanda: carriera accademica o libera impresa? "Volevo considerare tutte le mie opzioni. Così ho partecipato a eventi informativi organizzati da società di consulenza, farmaceutiche e di venture capital". In queste ultime, Greter riteneva di poter mettere a frutto le sue competenze scientifiche e analitiche, nonché il suo slancio e la sua determinazione a fare la differenza.

La partecipazione a un programma del Politecnico di Zurigo e delle Università di Zurigo e Basilea ha consolidato ulteriormente i suoi obiettivi di carriera. A "Feminno", un programma specificamente concepito per promuovere le ricercatrici nel settore dell'innovazione, Greter si è resa conto di avere una predisposizione all'imprenditorialità.

I suoi colleghi Keys e Rutschmann, che conoscono bene le sue ambizioni imprenditoriali e la sua capacità di creare ponti tra scienza e impresa - dopo tutto lavorano fianco a fianco - hanno capito subito che era la persona giusta per guidare la nuova start-up. I due lavorano insieme alla loro start-up Baxiva dell'ETH dal 2023.

Una gara contro la concorrenza?

Hanno già testato il vaccino sui topi, con risultati promettenti. Ora sono alla ricerca di uno specialista che possa produrre in laboratorio lotti di vaccino di qualità clinica. Poi arriverà la cascata di prove e test clinici.

Esistono altre aziende con soluzioni vaccinali tecnologicamente diverse per le infezioni del tratto urinario che sono già in fase di sperimentazione. "La barriera del mercato per il primo fornitore è più bassa. Quindi dobbiamo dimostrare che riusciremo a ottenere una copertura più elevata o una migliore protezione", afferma Greter. E aggiunge con un sorriso fiducioso: "La letteratura suggerisce fortemente che il nostro approccio di puntare sulla capsula glicanica è quello giusto".