Molecular basis of the interactions between carbohydrate antigens and monoclonal antibodies

I vaccini basati su carboidrati inducono una risposta immunitaria contro i glicani della superficie di patogeni e sono usati per proteggere i bambini da meningite e altre malattie batteriche. La definizione dell’epitopo riconosciuto da anticorpi protettivi è un’informazione cruciale per il design e la registrazione di questi vaccini gliconiugati. L’obiettivo di questo progetto è la caratterizzazione a livello atomico dell’interazione tra oligosaccaridi derivanti dalla capsula di Group B Streptococcus (GBS) e anticorpi funzionali che quindi inducono la fagocitosi del batterio. La specificità degli anticorpi verso il polisaccaride del GBS di serotipo III (GBS PSIII) è stata attribuita ad un epitopo conformazionale formato da un’estesa elica che si forma quando si hanno un certo numero di unità saccaridiche che si ripetono nella struttura. In questo progetto, i frammenti di GBS PSIII sono stati ottenuti sia per sintesi chimica sia tramite depolimerizzazione del polisaccaride nativo estratto dalla capsula del batterio. Gli oligosaccaridi (OSs) sono stati purificati tramite cromatografica a scambio ionico e sono stati caratterizzati tramite spettrometria di massa, HPLC e analisi NMR. Inizialmente gli OSs ottenuti sono stati utilizzati per caratterizzare l’interazione di un anticorpo monoclonale (mAb), prodotto in coniglio, protettivo e specifico per PSIII, attraverso studi di competitive ELISA e SPR. In seguito, una combinazione di tecniche diverse, tra cui saturation transfer difference NMR (STD-NMR) e cristallografia a raggi X, è stata utilizzata per mappare a livello atomico l’interazione tra il mAb di coniglio e un OS selezionato sulla base delle analisi precedenti. La riuscita cristallizzazione del complesso carboidrato-proteina ha permesso di rivelare le basi molecolari dell’interazione antigene-anticorpo. I risultati ottenuti sono stati quindi utilizzati per ottimizzare un vaccino basato su frammenti corti del GBS PSIII.