Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation e ripubblicato da SBS Insight.
Il CSIRO ha appena iniziato a testare due nuovi possibili vaccini.
Questi sono solo due dei molti potenziali vaccini a cui gli scienziati stanno lavorando in tutto il mondo.
Nozioni di base sulla creazione del vaccino
Tutti i vaccini devono contenere due componenti:
- l'adiuvante, una molecola che funge da "segnale di pericolo" per attivare il sistema immunitario
- l'antigene, una molecola unica che funge da "bersaglio" per la risposta immunitaria al virus.
L'adiuvante deve essere miscelato con l'antigene per attivare una risposta immunitaria. Ma non basta indurre qualsiasi risposta immunitaria: bisogna attivare il tipo di risposta giusto per l'infezione che si sta prendendo di mira.
In generale, i ricercatori dividono le risposte immunitarie in due tipi:
- quelle che producono anticorpi, che si legano alla superficie dei virus per prevenire l'infezione delle cellule;
- Cellule T, che uccidono le cellule che sono state infettate dal virus.
Gli adiuvanti e gli antigeni sono selezionati per indurre le risposte degli anticorpi e/o dei linfociti T per garantire che abbiamo il giusto tipo di risposta immunitaria contro il giusto bersaglio.
Il vaccino ideale sarebbe sicuro, facile da somministrare, semplice ed economico da fabbricare e fornirebbe una protezione a lungo termine contro COVID-19.
Si spera che questa protezione prevenga completamente l'infezione causata dal virus SARS-CoV-2.
Ma, per cominciare, saremmo soddisfatti di un vaccino che riducesse la quantità di virus generata durante un'infezione tipica.
Se una persona infetta producesse meno virus, avrebbe meno probabilità di infettare gli altri.
Meno virus potrebbe anche ridurre la quantità di danni causati da un'infezione nel paziente.
Conoscere il nemico
Per progettare un vaccino efficace per SARS-CoV-2, bisogna prima capire il virus.
La sequenza genetica del virus SARS-CoV-2 è molto simile ad altri due tipi di coronavirus: circa il 79% è identico al virus che causò la SARS (sindrome respiratoria acuta grave) del 2003 e circa il 50% è identico al virus che ha causato la MERS (sindrome respiratoria del Medio Oriente) a partire dal 2012.
I ricercatori che hanno lavorato sui vaccini contro SARS e MERS stanno ora fornendo informazioni fondamentali sui vaccini che potrebbero funzionare per SARS-CoV-2.
Altri ricercatori che hanno lavorato su vaccini virali per dengue, Zika, epatite C, HIV e influenza stanno anche cercando di usare le loro conoscenze per trovare un vaccino per SARS-CoV-2.
Il virus SARS-CoV-2 utilizza l'acido ribonucleico (RNA) come materiale genetico.
Questo di solito ha alti tassi di mutazione, che possono essere un problema per i vaccini, poiché i virus possono mutare i loro antigeni per eludere la risposta immunitaria.
Fortunatamente, la SARS-CoV-2 sembra avere avuto finora un moderato tasso di mutazione, il che significa che dovrebbe essere sensibile a un vaccino.
La particella virale SARS-CoV-2 è coperta da proteine "spike".
Questa proteina si lega a una molecola sulla superficie delle cellule polmonari chiamata enzima umano convertente l'angiotensina 2 (ACE2).
Esistono molte proteine "spike" all'esterno del virus, che lo rendono un obiettivo primario per la risposta immunitaria.
Quindi la maggior parte dei ricercatori si sta concentrando sulla proteina "spike" come antigene per SARS-CoV-2.
La proteina spike può essere un buon bersaglio per un potenziale vaccino. (Immagine fornita dall'autore)
Ci sono ancora molte incognite
È importante sottolineare che, per i vaccini SARS-CoV-2, non sappiamo ancora quale tipo di risposta immunitaria sia necessaria.
Sappiamo che i pazienti che guariscono da COVID-19 possono produrre anticorpi, ma non sappiamo che tipo di anticorpi.
Sappiamo che i pazienti COVID-19 che sviluppano una malattia grave hanno un basso numero di cellule T, ma non abbiamo prove chiare per capire se le cellule T possano proteggere contro COVID-19.
Sappiamo che alcuni progetti di vaccini sperimentali per MERS e SARS possono peggiorare i sintomi della malattia negli animali, ma non sappiamo se ciò accadrà con SARS-CoV-2.
Dato che ci sono ancora molte incognite, dobbiamo coprire tutte le basi. Fortunatamente, a livello internazionale decine di progetti per possibili vaccini stanno avanzando verso i test clinici.
Vaccini in cantiere
Lo sviluppo del vaccino durante una pandemia avviene su scala globale ed è in corso in diversi paesi, tra cui l'Australia.
Il primo vaccino ad essere sottoposto a studi clinici è un vaccino mRNA incapsulato nei lipidi.
In questo vaccino, un breve pezzo di materiale genetico proveniente dal virus (mRNA) è ricoperto da uno strato oleoso (lipidi).
Il lipide aiuta l'mRNA a penetrare nelle cellule muscolari di una persona e l'mRNA fornisce un modello per rendere la proteina "spike" l'antigene (bersaglio).
L'mRNA stesso funge da adiuvante (segnale di pericolo).
Questo vaccino sta venendo somministrato ai volontari in una sperimentazione clinica di prima fase a Seattle.
Il principale vantaggio di questo vaccino è che può essere prodotto molto rapidamente.
La sequenza di DNA di SARS-CoV-2 utilizzata per progettare questo vaccino è stata pubblicata per la prima volta a gennaio e il vaccino era pronto per gli studi a metà marzo, il che è una svolta molto positiva per un vaccino.
Ma questo tipo di vaccino non è stato ampiamente utilizzato nell'uomo e non sappiamo se indurrà risposte immunitarie robuste.
Mentre un'immunità modesta sarebbe meglio di nessuna immunità, potremmo aver bisogno di vaccini aggiuntivi e più potenti a lungo termine.
Un altro tipo di di vaccino che i ricercatori stanno studiando è un vaccino di subunità.
In un vaccino di subunità, la proteina "spike" viene utilizzata come antigene (bersaglio), miscelato con un adiuvante (segnale di pericolo) per attivare il sistema immunitario.
La forma della proteina spike deve essere altamente coerente per generare una risposta immunitaria robusta.
Un team dell'Università del Queensland sta usando un "morsetto molecolare", che è un pezzo di proteina che tiene una proteina più grande in una certa posizione.
I ricercatori dell'Università del Queensland stanno collaborando con CSIRO, che ora sta producendo grandi quantità di questo antigene "bloccato" e sta iniziando a testare questo e altri vaccini.
Esistono anche altri approcci, come i vaccini a "vettore virale".
In questo caso, gli scienziati creano un vettore virale prendendo del materiale genetico da SARS-CoV-2 e inserendolo in un virus innocuo.
Quando questo viene somministrato a una persona, il vettore virale non può causare alcuna malattia ma sembra un virus vizioso per il sistema immunitario e quindi può generare risposte immunitarie robuste.
Questi vaccini sono stati lanciati rapidamente per l'epidemia di Ebola nell'Africa occidentale nel 2014 e in Congo nel 2018/19 con risultati promettenti.
Stanno venendo ora testati per SARS-CoV-2, e CSIRO ha iniziato a testare un vettore virale chiamato ChAdOx1.
Infine, i ricercatori stanno sperimentando un vaccino chiamato "BCG".
Questo vaccino è stato sviluppato 112 anni fa per la tubercolosi, ma sembra fornire anche benefici generali per la salute.
I bambini vaccinati con BCG avevano una migliore sopravvivenza globale e un minor numero di infezioni respiratorie virali in condizioni con maggiore mortalità e più infezioni circolanti.
Non sappiamo come un vaccino contro la tubercolosi possa proteggere da virus non correlati, ma i ricercatori di un certo numero di istituzioni, incluso il Murdoch Children's Research Institute, si stanno preparando a testare il vaccino BCG per vedere se riduce le infezioni COVID-19 o gravità della malattia.
Velocità senza precedenti
Lo sviluppo di un vaccino è di solito un lungo processo che coinvolge test sia pre-clinici che clinici.
Ad esempio, il professor Ian Frazer e il suo team hanno impiegato più di 15 anni per sviluppare e autorizzare il vaccino contro il papillomavirus umano (HPV).
I ricercatori stanno rapidamente attraversando il processo tipico attraverso il quale un vaccino deve passare. (Immagine fornita dall'autore).
In netto contrasto, gli esperti hanno stimato che un vaccino per SARS-Cov-2 potrebbe richiedere 12-18 mesi.
Un'enorme infrastruttura internazionale si sta mobilitando per sviluppare un vaccino a una velocità senza precedenti.
Tuttavia, la sicurezza sarà sempre fondamentale per qualsiasi vaccino, quindi i ricercatori stanno accelerando ma non saltando gli studi clinici. Ora attendiamo con impazienza i risultati iniziali.
Damian Purcell riceve finanziamenti concessi al Doherty Institute dalla A2 Milk Foundation e dalla Jack Ma Foundation per promuovere la prevenzione del COVID-19.
Kylie Quinn non lavora, consulta, detiene azioni o riceve finanziamenti da alcuna società o organizzazione che trarrebbe beneficio da questo articolo e non ha rivelato affiliazioni rilevanti oltre alla sua nomina accademica.
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