L’obiettivo della tesi di Thao Tran era sviluppare strategie di preparazione per affrontare epidemie future di zoonosi emergenti. Come ha spiegato il professor Volker Thiel, virologo capo all’Istituto di virologia e immunologia e professore all’Università di Berna: «Questo progetto si è rivelato estremamente tempestivo e ancora più importante con lo scoppio della pandemia da SARS-CoV-2. L'avvento di SARS-CoV-2 ci ha permesso di testare il sistema in una situazione reale, e Thao e il team sono riusciti a passare dall'informazione sulla sequenza virale alla generazione del virus in poco più di una settimana, un risultato senza precedenti. La metodologia è stata successivamente descritta in modo più dettagliato. Da allora, sia la piattaforma sia i virus clonati grazie ad essa sono stati ampiamente condivisi e utilizzati da numerosi gruppi di ricerca di molti Paesi in Asia, Europa, Oceania e America settentrionale. La piattaforma di Thao ha costituito anche la base per generare virus qui all’IVI, impiegati per studiare l’impatto delle varianti pandemiche di SARS-CoV-2, descritte in ulteriori pubblicazioni (pubblicazione Nature, pubblicazione BiorXiv). Secondo il prof. Volker Thiel «Thao ha fatto un gran lavoro, che si è dimostrato estremamente prezioso per lanciare molti altri progetti che ora vengono condotti non solo nel nostro laboratorio ma anche in collaborazione con ricercatori di tutto il mondo».
Come una tesi di dottorato sulle strategie di preparazione a una pandemia è diventata una risposta reale a COVID-19
Intervista alla dottoressa Thao Tran
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Qual era l'argomento della sua tesi di dottorato?
Con il mio progetto ho cercato di sviluppare un sistema che potesse essere impiegato per ricostruire diversi virus a RNA emergenti a partire dal materiale genetico, attraverso un processo chiamato «genetica inversa». L’idea è che un sistema universale consentirebbe di prepararsi e rispondere in tempi rapidi a una situazione epidemica o pandemica causata da qualsiasi virus emergente.
In queste situazioni, una piattaforma di genetica inversa già pronta potrebbe essere sfruttata per generare virus ricombinanti molto più rapidamente rispetto ad altri metodi in uso negli studi di biologia virale, al fine di identificare nuovi farmaci e sviluppare vaccini.
Quali sono i risultati più importanti che ha ottenuto?
Abbiamo impiegato un metodo a base di lievito, chiamato «ricombinazione associata alla trasformazione (TAR)» per creare una piattaforma di clonazione universale per vari virus a RNA emergenti rappresentativi, come MERS-CoV, Zika e altri ancora. In aggiunta, con la piattaforma TAR siamo riusciti a produrre e recuperare tutte le sei versioni infettive pandemiche del virus SARS-CoV-2 entro una settimana dalla ricezione del materiale genetico virale di sintesi. Si tratta di un risultato senza precedenti: con questo lavoro abbiamo dimostrato con risultati convincenti che questa nuova piattaforma soddisfa molti requisiti importanti di una strategia di preparazione pandemica, ossia rapidità, efficienza, alta capacità e applicabilità universale. Un aspetto importante è l’aver avuto bisogno soltanto dei dati di sequenziamento del virus in questione, con i quali siamo riusciti a sintetizzare i mattoni per ricostruire l’intero virus tramite la piattaforma a base di lievito. In altre parole, abbiamo eliminato la necessità di ottenere campioni clinici e questo ha accelerato notevolmente il processo nei confronti dei metodi tradizionali, nei quali il lavoro può essere avviato solo dopo che il virus è stato inviato in laboratorio. Da allora, la piattaforma è diventata fondamentale per la generazione di numerosi virus SARS-CoV-2 ricombinanti, essenziali per l’esecuzione di diversi progetti del laboratorio Thiel e di altri gruppi di ricerca con cui collaboriamo.
Come saranno impiegati in futuro questi risultati? Perché sono rilevanti, e per chi?
Come abbiamo dimostrato nel nostro lavoro, questa piattaforma TAR di genetica inversa è ampiamente trasferibile e risponde alle esigenze legate alla pandemia da SARS-CoV-2. Data la persistenza della pandemia, ci aspettiamo che si manifestino più varianti con mutazioni del genoma che potrebbero influire sulla trasmissibilità, sulla replicazione e/o sull’evasione immunitaria del virus. Manipolando la piattaforma siamo in grado di generare e studiare le nuovi varianti quasi in tempo reale, fornendo informazioni preziose per aggiornare i vaccini e le strategie terapeutiche. Oltre alle numerose applicazioni nel campo della ricerca su SARS-CoV-2, questa piattaforma amplia anche le opportunità di studio della biologia fondamentale di molti altri virus.
Di quale parte del suo lavoro è particolarmente fiera?
Ho iniziato il mio dottorato arrivando dall’estero con quasi nessuna conoscenza e abilità tecnica in questo campo, soprattutto nella genetica inversa. Ciò nonostante Volker, il mio relatore, mi ha dato l’opportunità di condurre questo progetto. Sono molto felice di aver imparato così tanto in questi anni, da piccoli dettagli come le etichette da utilizzare per le provette da congelare ai fondamentali del mestiere, come saper interpretare i risultati scientifici, discutere gli approcci tecnici, contribuire a diversi progetti e collaborare con altri ricercatori. Guardando indietro a questo lavoro, sono orgogliosa di aver fatto del mio meglio e del cammino che ho percorso: sono partita con competenze limitate in virologia molecolare e ora mi sono creata uno spazio in questo campo, ampliando le mie conoscenze e capacità. Provo anche un misto di appagamento ed eccitazione, perché ritengo che quello che ho imparato costituisca un’utile base per tutte le sfide che affronterò nel futuro. Ma, ancora più importante, sono contenta che questo sistema si sia affermato per i virus a RNA: si è dimostrato altamente trasferibile e sono particolarmente orgogliosa che il mio lavoro di dottorato abbia contribuito a rispondere alla pandemia in corso. Da quando è stato sviluppato ha fornito le basi, vale a dire protocolli e materiali, per molti progetti dell’IVI e condotti da altri gruppi di ricerca internazionali in Europa, Asia e nelle Americhe. Spero che sempre più laboratori utilizzino questo sistema per lo studio di molti virus diversi, sia nella ricerca fondamentale sia in quella applicata.
Come si è trovata all’IVI? Le è piaciuto qualcosa in particolare?
È stata sicuramente una delle mie esperienze lavorative più belle. Sono rimasta impressionata da tutte le persone che ho conosciuto e con cui ho lavorato, a cui va la mia gratitudine. Volker, il mio relatore, è sempre stato d’aiuto e comprensivo in tutte le fasi della mia tesi, anche per questioni personali. Inoltre, era confortante e rassicurante sapere che, per qualsiasi cosa, i miei colleghi si sarebbero fatti in quattro per aiutarmi e fare in modo che tutto funzionasse. Sebbene in teoria fosse il «mio» progetto di dottorato, non avrei mai raggiunto questi risultati senza il contributo di tutta la squadra. Vorrei approfittare di quest'intervista per ringraziare tutti i miei colleghi all’IVI, all’IVB e in altri istituti, e specialmente Volker per il suo enorme supporto in tutti questi anni. Per me è un grande onore essere parte di questa squadra!
Cosa riserva il futuro a Thao Tran?
Sono convinta che le competenze che ho appreso e sviluppato durante il dottorato saranno utili nella mia carriera, che sia in ambito accademico o nell’industria. Nell’immediato ho in programma di candidarmi ad alcune posizioni di post-dottorato in differenti università, vorrei focalizzarmi maggiormente sulla virologia applicata. Il seguito dipenderà da molti fattori, ma rimango aperta alla possibilità di continuare a lavorare in ambito universitario o di entrare nell’industria.
Infografica : ricombinazione associata alla trasformazione (TAR)
La piattaforma di genetica inversa potrebbe essere sfruttata per generare virus ricombinanti molto più rapidamente rispetto ad altri metodi in uso nella biologia virale, al fine di identificare nuovi farmaci e sviluppare vaccini.
Informazioni supplementari
Nella sua prima pubblicazione, Thao ha descritto la corsa alla produzione del primo virus SARS-CoV-2 di sintesi. Prima della pandemia, il progetto della ricercatrice mirava allo sviluppo di una piattaforma versatile a base di lievito per creare e rigenerare efficacemente diversi virus in tempi molto più brevi rispetto alle strategie classiche, aggirando la necessità di ottenere campioni clinici dei virus in questione. L’idea alla base della sua tesi, finanziata da HONOURS – una rete di formazione innovativa dell’UE – è stata concepita insieme al suo relatore Volker Thiel (virologo capo all’Istituto di virologia e immunologia e professore all’Università di Berna) e al correlatore prof. Jörg Jores (capo di batteriologia veterinaria all'Università di Berna), con lo scopo di sviluppare strategie di risposta a future epidemie di nuove zoonosi emergenti.
Ultima modifica 08.02.2023
