Un vaccino contro il Covid-19 è oggi una realtà e rappresenta il mezzo più promettente per salvare le vite e salvaguardare le economie; si è appena iniziata la vaccinazione per gli operatori sanitari e gli ospiti delle RSA e, rispettando una procedura di prioritizzazione, sarà estesa alle altre fasce della popolazione generale, come previsto dal Piano Vaccinale Nazionale.
Vi è una domanda chiave per gli scienziati: questa pandemia può essere un momento di svolta per le due nuove tecnologie di produzione dei vaccini covid, che utilizzano a) un mRNA, b) un vettore di adenovirus?
Questi approcci possono accelerare notevolmente lo sviluppo di altri nuovi vaccini e ridurre drasticamente i costi, anticipando una nuova stagione nella lotta contro le malattie infettive.
Piuttosto che costruire un nuovo vaccino da zero, il principio alla base di queste tecnologie è quello di utilizzare un set standard di parti, come un virus riproposto o una nano-particella per trasportare materiale genetico dentro la cellula. Questo materiale – DNA o RNA – può codificare proteine specifiche da un virus.
È molto più veloce dei vaccini convenzionali, che comportano la coltivazione di grandi quantità di virus, che vengono poi attenuati o inattivati o separati in piccoli frammenti e purificati, processi che richiedono anni di tentativi ed errori e test di sicurezza.
L’immenso impatto sanitario ed economico della pandemia Covid-19 ha provocato un livello di collaborazione senza precedenti tra scienziati, oltre a finanziamenti da parte di governi, società private e filantropi. Un vaccino efficace e ampiamente disponibile è un passo fondamentale verso la fine della pandemia.
A) Come funzionano i vaccini più vecchi
I vaccini agiscono istruendo il sistema immunitario a combattere uno specifico patogeno. Quando avviene un’infezione, i globuli bianchi sono mobilitati verso una potenziale minaccia, come un virus o un batterio. Ciò dà al sistema immunitario il tempo di iniziare a montare una risposta in modo che, se l’agente patogeno si manifesta un’altra volta, può neutralizzarlo rapidamente.
Per i vaccini il ventesimo secolo ha visto un boom di nuovi vaccini per malattie come la poliomielite, l’antrace, la polmonite, la meningite, l’epatite A e l’influenza.
Le strategie convenzionali per la costruzione di vaccini che offrono un’immunità forte e duratura implicano l’imitazione del bersaglio.
Uno dei modi più efficaci per farlo è con un vaccino vivo attenuato. Ovvero una forma viva del virus o del batterio viene coltivata in modo tale da indebolirsi quando viene somministrata a un essere umano. L’agente patogeno può riprodursi in qualche modo, ma abbastanza raramente da far ammalare il ricevente. I vaccini più comuni, contro il vaiolo, il morbillo, la parotite e la rosolia, utilizzano virus vivi attenuati.
Ancora, i vaccini possono anche colpire i prodotti tossici di un batterio o di un virus: vaccini contro tossoidi, come quelli per la difterite e il tetano sono stabili e sicuri, ma spesso richiedono dosi multiple.
Un altro approccio consiste nell’utilizzare una versione inattivata dell’agente patogeno, di solito un agente patogeno vivo, che è stato ucciso dal calore o con un trattamento chimico. Questo è l’approccio alla base dei vaccini per malattie come l’epatite A e la rabbia. I vaccini inattivati spesso richiedono anche più di una dose o richiami per mantenere l’immunità.
Invece di utilizzare virus interi o particelle di batteri noti come antigeni per innescare una reazione immunitaria, si utilizzano anche vaccini a subunità che tendono ad essere stabili, ma spesso generano una risposta immunitaria più debole rispetto ai vaccini con agenti patogeni interi. Lo sviluppo di un vaccino, utilizzando uno qualsiasi di questi metodi, tuttavia, richiede tempo, spesso più di un decennio per dimostrarne la sicurezza e l’efficacia. Un tempo eccessivo per una pandemia come quella che sta investendo il mondo oggi.
Le nuove piattaforme vaccinali Covid-19 sfruttano le cellule umane per creare componenti chiave.
Sia i vaccini a mRNA, che i vaccini vettoriali adenovirus si basano sul principio di un vaccino a subunità; nel caso di SARS-CoV-2, il virus che causa il Covid-19, la subunità di interesse è la proteina “spike”.
Questa proteina è la parte utilizzata dal coronavirus per agganciarsi al recettore ACE2 su una cellula umana per entrare nella cellula, fare copie di se stesso e quindi diffondersi ad altre cellule; pertanto, si induce il sistema immunitario a generare anticorpi contro questa proteina spike.
Gli anticorpi sono proteine prodotte dal sistema immunitario, che si attaccano a parti specifiche di un agente patogeno, disabilitandolo o contrassegnandolo per la distruzione da parte di altre cellule immunitarie.
Se gli anticorpi si legano alla proteina “spike” di un virus SARS-CoV-2 vivo, impediscono che provochi un’infezione.
Con queste nuove piattaforme, non è la proteina spike del virus che viene iniettata, ma le istruzioni genetiche per produrla.
Le principali differenze tra i vaccini a mRNA e i vaccini vettore adenovirus sono il materiale genetico che usano e il modo in cui lo introducono nella cellula; i vaccini a mRNA utilizzano mRNA, mentre i vaccini adenovirus utilizzano il DNA.
Una volta che le istruzioni sono all’interno della cellula, la cellula le legge per produrre la proteina “spike” del virus. Le proteine spike appena coniate vengono secrete dalla cellula o attaccate alla sua superficie, dove altre cellule del sistema immunitario possono identificarle e iniziare a produrre anticorpi contro di esse.
Il processo finisce non solo per imitare una struttura chiave del virus, ma anche per imitare il modo in cui funziona il virus durante un’infezione, il che può potenzialmente generare una risposta immunitaria più forte e fornire una protezione migliore rispetto ad altri approcci. E poiché queste proteine sono prodotte dall’interno delle cellule piuttosto che iniettate dall’esterno, potrebbero avere meno probabilità di provocare reazioni avverse nel ricevente.
B) Come funzionano i vaccini a mRNA
mRNA sta per acido ribonucleico messaggero; è una molecola che viene copiata dal DNA nel nucleo di una cellula e utilizzata come codice per produrre una specifica proteina.
L’mRNA può essere letteralmente completato in pochi giorni o settimane per creare un vaccino nuovo di “zecca”; quest’approccio è stato utilizzato da aziende come Biontech/Pfizer, Moderna e Curevac.
Erano trascorsi solo 66 giorni da quando il genoma del virus SARS-CoV-2 è stato sequenziato (5 gennaio 2020), a quando al primo paziente è stato somministrato durante la sperimentazione di fase 1 un vaccino Covid-19 a base di mRNA.
Una delle sfide con l’utilizzo dell’mRNA è che il sistema immunitario possa percepirlo come una minaccia, poiché molti virus usano l’RNA per codificare i loro genomi. Ci sono molti enzimi nel nostro corpo che possono digerire prontamente l’RNA prima che entri in una cellula. I filamenti di mRNA, che fluttuano liberamente nel nostro corpo, possono innescare l’infiammazione, quindi, al fine di schermare l’mRNA finché non entra in una cellula, i ricercatori lo hanno racchiuso in una nano-particella lipidica – una minuscola bolla d’olio. Anche il filamento di RNA stesso viene modificato per renderlo meno infiammatorio. Una volta che l’mRNA è stato codificato, modificato e incapsulato, può essere iniettato.
Tutti i vaccini a mRNA modificato per Covid vengono somministrati per via intramuscolare, proprio come i vaccini antinfluenzali.
C) Come funzionano i vaccini ricombinanti del vettore dell’adenovirus
L’altra innovativa tecnologia della piattaforma vaccinale per Covid-19 è il vettore dell’adenovirus.
Questo è l’approccio che aziende come CanSino Biologics e Johnson & Johnson stanno utilizzando per i loro vaccini.
È anche la base per il vaccino del Jenner Institute dell’Università di Oxford sviluppato con AstraZeneca.
Gli adenovirus sono una famiglia di virus che di solito causano malattie lievi con sintomi simili a quelli di un comune raffreddore o influenza, sebbene l’infezione può essere pericolosa per le persone che hanno un sistema immunitario compromesso o con determinate condizioni preesistenti. Questo suggerisce che sono meno patogeni e possono indurre intrinsecamente un’immunità protettiva attraverso le vie nasali per le infezioni respiratorie.
L’adenovirus stesso ha solitamente un diametro inferiore a 100 nanometri e ha la forma di un icosaedro, una forma a 20 facce con facce triangolari; ai suoi angoli ha fibre che sporgono.
L’adenovirus è molto efficiente nell’entrare nelle cellule. I ricercatori hanno sperimentato per anni l’adenovirus come strumento per la terapia genica, ma ora lo stanno applicando ai vaccini.
Gli scienziati hanno scoperto di poter modificare il virus per sfruttare le sue capacità di effrazione senza causare un’infezione. Il virus può fornire un pezzo di materiale genetico all’interno di una cellula, fungendo da vettore.
Nel caso di Covid-19, il modo in cui funziona è il seguente: i ricercatori prendono il genoma dell’adenovirus e ritagliano la sezione che gli consente di riprodursi; quindi la uniscono in una sezione di DNA, che codifica per la proteina spike, trasformando l’adenovirus in un vettore ricombinante.
Poiché l’adenovirus è un virus a DNA, deve portare il suo materiale genetico non solo in una cellula, ma nel nucleo della cellula; entra nel nucleo, ma non si inserisce nel genoma; è un effetto abbastanza transitorio.
Una volta nel nucleo, il DNA che codifica per la proteina spike viene trascritto nell’mRNA e quindi trasportato fuori dal nucleo nel citoplasma della cellula, dove viene tradotto in proteina. I virus ricombinanti vengono coltivati in linee cellulari che forniscono l’hardware mancante per consentire loro di fare copie di se stessi.
Per aggirare questo problema, gruppi come il team di Oxford hanno usato come vettore un adenovirus scimpanzé, abbastanza diverso dagli adenovirus umani, per cui il sistema immunitario della maggior parte delle persone non reagirà immediatamente.
Ma una volta che un vaccino viene somministrato utilizzando un adenovirus scimpanzé, è probabile che molte persone sviluppino l’immunità al nuovo vettore. Ciò renderebbe difficile utilizzare di nuovo la stessa piattaforma per un altro vaccino.
Molti candidati vaccini, compresi quelli che utilizzano le nuove piattaforme, richiedono due dosi, spesso a diverse settimane di distanza
Il mondo ha decenni di esperienza nella produzione di vaccini convenzionali, ma le aziende stanno ancora imparando a produrre le nuove piattaforme in grandi quantità. Ad esempio, quando si è avuta la pandemia influenzale del 2009 A H1N1, questi vaccini sono stati realizzati utilizzando la tecnologia, le strutture e i processi di produzione che si utilizzano ogni anno per i vaccini antinfluenzali.
Lo sforzo di produrre miliardi di dosi su più linee di assemblaggio in diverse parti del mondo è completamente diverso.
Una tale produzione su larga scala richiede una catena di approvvigionamento globale e una convalida per garantire che le strutture forniscano un prodotto coerente; questa infrastruttura deve ancora essere costruita. E poiché la maggior parte del mondo rimane vulnerabile alla malattia, qualsiasi vaccino contro il coronavirus dovrà essere distribuito su una scala molto più ampia rispetto ai vaccini esistenti al fine di limitare la diffusione del virus.
Questo sta spingendo i governi e le istituzioni a intraprendere passi senza precedenti per prepararsi a tale produzione di vaccini Covid 19 ed alla loro distribuzione.
Alcune notizie tecniche
I vaccini Covid 19 ad mRNA
- non possono causare malattia COVID-19
- non utilizzano il virus vivo che causa COVID-19
- non influenzano né interagiscono in alcun modo con il nostro DNA
- l’mRNA non entra mai nel nucleo della cellula
- l’mRNA viene degradato rapidamente dai normali processi cellulari
Il primo vaccino covid 19 approvato da FDA, EMA ed OMS è Il vaccino Biontech Pfizer “Comirnaty” autorizzato nei soggetti sopra i 16 anni
L’RNA messaggero modificato nel nucleoside, in Comirnaty, è formulato in nano-particelle lipidiche, che consentono la consegna dell’mRNA nelle cellule. Il vaccino suscita sia anticorpi neutralizzanti che risposte immunitarie cellulari all’antigene spike (S), che contribuiscono alla protezione contro il COVID-19. La schedula vaccinale con il vaccino Pfizer-BioNTech COVID-19 consiste in 2 dosi (30 μg, 0,3 mL ciascuna) somministrate per via intramuscolare, a 3 settimane di distanza l’una dall’altra.
La temperatura di conservazione del vaccino è tra -90C° e -60C° per sei mesi; Il flaconcino contenente il vaccino scongela in 30 minuti a temperatura fino a 25 °C per un uso immediato; Il vaccino non diluito può essere conservato per un massimo di 5 gg a temperatura tra +2 °C e +8 °C e fino a 2 ore a temperatura° fino a 25 °C.
Il vaccino scongelato deve essere diluito all’interno del flaconcino originale; utilizzando una tecnica asettica, si pulisce il tappo del flaconcino con un tampone antisettico monouso, quindi si diluisce il flaconcino di Comirnaty scongelato aggiungendo 1,8 mL di soluzione iniettabile di sodio cloruro da 9 mg/mL (0,9%) prima della somministrazione IM.
Il flaconcino diluito contiene fino a 6 ds (0,3 mL -30mcg- ciascuna) utilizzando, per estrarre ciascuna dose, siringhe e/o aghi a basso volume morto.
Attraverso la tecnica asettica, si pulisce il tappo del flaconcino con un tampone antisettico monouso e si ritira 0,3 ml del vaccino Comirnaty, utilizzando preferenzialmente una siringa e/o ago a basso volume morto; quindi si somministra immediatamente.
Tra i vaccinati con Comirnaty i sintomi di reattogenicità nel sito di iniezione (dolore), o le reazioni sistemiche (affaticamento, mal di testa, febbre, dolore muscolare, brividi) durante i 7 giorni successivi alla vaccinazione, sono frequenti e per lo più da lievi a moderati. Le reazioni avverse sistemiche sono riportate più comunemente dopo la seconda dose, piuttosto che dopo la prima e sono state generalmente più frequenti e gravi nelle persone di età compresa tra i 18 e i 55 anni, che in quelle di età superiore ai 55 anni.
Qualsiasi persona con una storia di anafilassi ad esordio immediato a un vaccino/medicinale non deve ricevere il vaccino Pfizer / BioNTech. Una seconda dose del vaccino Comirnaty non deve essere somministrata a coloro che hanno avuto anafilassi alla prima dose della vaccinazione.
I vaccinati devono essere monitorati per 15 minuti dopo la vaccinazione, con un periodo di osservazione più lungo quando indicato dopo la valutazione clinica.
Un protocollo per la gestione dell’anafilassi deve essere sempre disponibile ogni volta che viene somministrato il vaccino Pfizer/BioNTech. Il trattamento immediato deve includere un trattamento precoce con 0,5 mg di adrenalina intramuscolare (0,5 ml di 1: 1000 o 1 mg / ml di adrenalina). Gli operatori sanitari, che sovrintendono al servizio di vaccinazione, devono essere addestrati a riconoscere una reazione anafilattica e avere familiarità con le tecniche di rianimazione di un paziente con anafilassi.
L’altro vaccino ad mRNA approvato da FDA è dell’azienda Moderna; il 6 gennaio dovrebbe ricevere l’approvazione da parte dell’EMA
La Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti ha rilasciato un’autorizzazione (EUA) per consentire l’uso di emergenza del Vaccino Moderna Covid-19, per l’immunizzazione attiva per prevenire covid-19 in individui di età superiore ai 18 anni.
Ogni dose di 0,5 m del Vaccino Moderna COVID-19 contiene 100 mcg di un RNA messaggero modificato nucleoside, che codifica per la proteina (S) di glicoproteina SARS-CoV-2.
I flaconcini a dose multipla Moderna COVID-19 vengono conservati congelati tra -25C° -15C, ma possono essere tenuti refrigerati tra 2° e 8°C fino a 30 giorni antecedenti il primo utilizzo e contengono una sospensione congelata, che non contiene un conservante e deve essere scongelata prima della somministrazione.
Il vaccino non si diluisce e non bisogna somministrarlo a soggetti con una storia nota di una grave reazione allergica (anafilassi) a qualsiasi componente del vaccino.
Le persone immuno-compromesse, compresi gli individui che ricevono una terapia immunosoppressiva, possono avere una risposta immunitaria ridotta al vaccino Moderna Covid-19.
Le reazioni avverse riportate includono dolore nel sito di iniezione, affaticamento, mal di testa, mialgia, artralgia, brividi, nausea, vomito, gonfiore, febbre, gonfiore ed eritema nel sito di iniezione.
ll vaccino a vettore adeno-virale ChAdOx1 nCoV-19 Astrazeneca è stato approvato dagli Enti regolatori inglese ed indiano
È costituito da un virus (ChAdOx1), quale versione indebolita di un comune virus del raffreddore (adenovirus) che causa infezioni negli scimpanzé. L’adenovirus è stato modificato geneticamente in modo che sia impossibile causare infezioni negli esseri umani. Il materiale genetico è stato aggiunto al ChAdOx1, che viene utilizzato per produrre una la glicoproteina Spike (S). Questa proteina si trova sulla superficie di SARS-CoV-2 e svolge un ruolo essenziale nel percorso di infezione del virus SARS-CoV-2. Il coronavirus SARS-CoV-2 utilizza la sua proteina spike per legarsi ai recettori ACE2 sulle cellule umane per ottenere l’ingresso nelle cellule e causare l’infezione.
Il flaconcino da 5 ml multidose contiene 10 dosi di vaccino COVID-19 [ChAdOx1 S (ricombinante)] il flaconcino da 4 ml contiene 8 dosi; è una soluzione da incolore a leggermente marrone, da limpida a leggermente opaca. Ciascuna dose di vaccino di 0,5 ml viene aspirata in una siringa per iniezione da somministrare per via intramuscolare è normale che il liquido rimanga nel flaconcino dopo aver prelevato la dose finale; il vaccino non contiene conservanti. Si deve utilizzare una tecnica asettica per ritirare la dose per la somministrazione. Dopo il ritiro della prima dose, si utilizza il flaconcino il prima possibile ed entro 6 ore (conservato a una temperatura compresa tra 2 ° C e 25 ° C). Per facilitare la tracciabilità del vaccino, il nome e il numero di lotto del prodotto somministrato devono essere chiaramente registrati per ciascun destinatario.
