Vaccini genetici, la strategia migliore contro Sars-Cov-2?

Coronavirus

Per sviluppare rapidamente vaccini contro Covid-19, i ricercatori stanno usando l’ingegneria genetica invece dei metodi tradizionali, che richiedono anni di sviluppo. Vaccini a base di DNA o RNA sono già arrivati ai test sull’uomo, ma non è ancora chiaro se funzioneranno.

Il virus Sars-Cov-2 è riuscito in pochi mesi a fare il giro del mondo, sfruttando da un lato la sua elevata contagiosità e dall’altro l’effetto sorpresa: il nostro sistema immunitario sta imparando da zero a combattere il nuovo virus. Come reagiremo alla probabili successive ondate di Covid-19 dipende allora dalla combinazione di due elementi: l’immunità naturale – quella di chi ha già sconfitto il virus – e la disponibilità di terapie efficaci e soprattutto di un vaccino.  Se il coronavirus corre veloce, la ricerca di un vaccino fortunatamente non è da meno. Durante la pandemia, esperimenti che avrebbero richiesto anni sono stati condensati in pochi mesi e diversi laboratori in tutto il mondo hanno già proposto i loro candidati vaccini. La maggior parte sono ancora nella fase di sviluppo preclinico, ma alcuni hanno da poco iniziato i test sugli esseri umani. Ma come è stato possibile rispondere all’emergenza in maniera così rapida? Ai primi posti in questa corsa contro il tempo sembrano esserci i vaccini genetici, a base di DNA o RNA, che rispetto a quelli tradizionali – composti dal virus ucciso o attenuato o dalle sue proteine – sono molto più veloci da produrre. Ma saranno ugualmente efficaci?

Una corsa contro il tempo

L’approccio tradizionale alla vaccinazione consiste nell’iniettare nel corpo il virus indebolito o inattivato o piuttosto un suo frammento. Il sistema immunitario riconosce questi frammenti, detti antigeni, come estranei e crea anticorpi, che possono neutralizzare il virus reale. La scoperta di un vaccino, tuttavia, richiede anni. I virus indeboliti vengono cresciuti all’interno di cellule di mammifero o insetto allo scopo di estrarne i frammenti necessari per assemblare il vaccino. Ma questo processo è troppo lento per contrastare un virus pandemico come Sars-Cov-2, che pochi mesi dopo la sua scoperta era già presente in tutti i continenti. Anche se nel nostro paese il coronavirus sembra in ritirata, la pandemia sta accelerando in Brasile e America Latina e diversi focolai stanno esplodendo dappertutto anche in Europa. È attesa una probabile seconda ondata in autunno, e per allora un vaccino potrebbe fare la differenza.

Vaccini genetici ai primi posti

I vaccini che potrebbero raggiungere il mercato per primi sono quelli genetici. La loro produzione è più rapida, perché non richiede la presenza del virus: nei laboratori che stanno realizzando vaccini genetici, Sars-Cov-2 potrebbe addirittura non entrare mai. L’unica cosa di cui i ricercatori hanno bisogno, infatti, è il suo materiale genetico, che può essere prodotto in laboratorio in maniera sintetica. Un frammento del genoma del virus, che corrisponde generalmente alla proteina Spike, può essere iniettato nel corpo e stimolare la produzione di anticorpi contro Covid-19.

La differenza rispetto all’approccio tradizionale sta nell’iniettare direttamente il frammento di DNA o RNA al posto del virus intero o di un suo antigene. L’informazione genetica istruisce le cellule del corpo, e in particolare quelle del muscolo, a produrre loro stesse un pezzo di proteina di coronavirus.  Che è esattamente quello che succede quando il virus trasferisce il proprio materiale genetico all’interno della cellula ospite e sfrutta il suo macchinario per sintetizzare altre copie di se stesso. Un vaccino genetico, in altre parole, stimola il sistema immunitario proprio come farebbe il virus, mobilitando non solo le cellule che producono anticorpi (immunità umorale), ma anche quelle che riconoscono gli antigeni del coronavirus espressi da una cellula infetta (immunità cellulare).

Tre tecniche già in stadio avanzato

I vaccini a DNA possono essere inseriti all’interno di una molecola di DNA più grande e circolare, un plasmide, oppure dentro un comune virus del raffreddore, l’adenovirus, modificato per non nuocere all’organismo. Nel primo caso, il vaccino da solo potrebbe non essere in grado di attraversare la membrana cellulare, e viene quindi somministrato insieme a un debole campo elettrico che forma temporaneamente dei pori sulla cellula, la cosiddetta elettroporazione. L’azienda Inovio Pharmaceuticals negli USA e Takis in Italia usano questa strategia.

Nel secondo caso, quello dell’adenovirus, il vaccino entra più facilmente nelle cellule e stimola una forte risposta immunitaria, ma alcuni ceppi adenovirali vengono riconosciuti e neutralizzati dall’organismo prima che possano portare il loro carico a destinazione. Il sistema immunitario potrebbe inoltre produrre anticorpi contro l’adenovirus stesso: in questo caso, non sarebbe possibile ripetere la somministrazione nel tempo. Un vaccino di questo tipo è stato proposto dall’università di Oxford, in collaborazione con AstraZeneca e l’azienda italiana Irbm ed è già stato somministrato a un piccolo gruppo di volontari sani. Secondo i ricercatori, potrebbe essere pronto per l’autunno.

I vaccini genetici possono contenere anche l’RNA, che è direttamente la molecola intermedia che viene tradotta in proteina. Alcuni studi suggeriscono che i vaccini a RNA inducono una risposta immunitaria maggiore e più veloce rispetto alle loro controparti a DNA, ma allo stesso tempo sono meno stabili, vengono rapidamente degradati dagli enzimi cellulari e richiedono il mantenimento della catena del freddo per il trasporto e la distribuzione (mentre il DNA è stabile a temperatura ambiente). L’azienda statunitense Moderna sta mettendo a punto un vaccino a RNA ed è stata una delle prime a scendere in campo contro Covid-19.

Le potenzialità e i limiti

I vaccini genetici sono dunque facili e veloci da produrre, ma hanno anche altri vantaggi. Sono versatili e possono essere velocemente adattati alle mutazioni del virus. È sufficiente infatti modificare alcune lettere nella sequenza del vaccino per adeguarlo rapidamente ai nuovi ceppi in circolazione. Sono inoltre potenzialmente in grado di stimolare una forte risposta immunitaria cellulare, che è quella associata alla memoria immunologica, e nella maggior parte dei casi possono essere somministrati in maniera ripetuta nel tempo senza causare effetti collaterali, generando un’immunità a lungo termine.

Ma si tratta comunque di un approccio sperimentale. Nonostante il loro potenziale, i vaccini genetici non sono ancora mai stati approvati per l’uso umano e alcuni trial clinici hanno dimostrato che spesso, per ragioni ancora poco chiare ma probabilmente legate a dosaggi e formulazioni, non riescono a indurre una forte risposta immunitaria nell’uomo.  Se anche funzionassero, la sfida sarebbe quella di produrre milioni di dosi in poco tempo. Nonostante le limitazioni, i vaccini genetici costituiscono la strategia migliore per rispondere in tempi rapidi alla diffusione di un virus pandemico, come Sars-Cov-2 e quelli che potrebbero colpirci in futuro.

Erika Salvatori

Fonte: Are genetic vaccine the right weapong against Sars-Cov-2?

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