Vaccino contro il Coronavirus: a che punto siamo

L’11 gennaio 2020 le autorità cinesi hanno reso pubblica la sequenza genomica del nuovo Coronavirus, SARS-CoV-19. Da quel momento decine di gruppi di ricerca in tutto il mondo hanno iniziato a lavorare per sviluppare un vaccino in grado di proteggere la popolazione dalla nuova infezione. In quasi tre mesi sono iniziati più di 60 trial. Gli ultimi dati forniti dall’OMS, che si riferiscono al 4 aprile, riportano due sperimentazioni in fase clinica, cioè in cui il vaccino viene somministrato su volontari, e 60 in fase preclinica, cioè eseguite in vitro o su modelli animali.

Uno dei due trial clinici è stato sviluppato da Moderna, un’azienda biotecnologica che ha sede nel Massachusetts, ed è specializzata nella progettazione di farmaci basati sull’mRNA. Questa tecnologia, messa a punto negli ultimi anni, non utilizza parti del virus ma una sequenza sintetica dell’RNA messaggero, la molecola che serve a guidare la sintesi delle proteine a partire dalle informazioni contenute nel DNA.

Il vaccino mRNA-1273

Nel caso di SARS-CoV-2, il vaccino denominato mRNA-1273 sfrutta la sequenza di RNA messaggero che serve per la produzione della proteina spike, molecola che conferisce al virus la forma a “corona” e gli permette di infettare le cellule. Nel vaccino di Moderna l’mRNA che serve per sintetizzare la spike viene inserito in una nanoparticella lipidica. Quando la particella viene iniettata nell’organismo umano, l’mRNA raggiunge le cellule del sistema immunitario, che iniziano a produrre la proteina spike, come se fossero state infettate dal virus. La proteina stimola così la risposta immunitaria e la produzione di anticorpi. Qui un video che spiega il funzionamento.

Il trial si trova in fase clinica 1, il primo passaggio dopo gli studi svolti su modelli animali, e coinvolge i ricercatori del National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID). È iniziato il 16 marzo, quando la prima volontaria ha ricevuto una dose di vaccino presso il Kaiser Permanente Washington Health Research Institute (KPWHRI) di Seattle. La sperimentazione in sei settimane recluterà 45 partecipanti divisi in tre gruppi, che riceveranno tre diverse dosi di mRNA-1273. Lo scopo di questa fase è valutare gli effetti indesiderati e la capacità di attivare il sistema immunitario e stimolare la produzione di anticorpi anti SARS-CoV-19.

Moderna finora ha sviluppato 9 trial clinici per vaccini a mRNA, inclusi vaccini per altri virus respiratori, come l’influenza e il virus respiratorio sinciziale. L’azienda ha anche collaborato con l’NIH (National Institutes of Health) per sviluppare un vaccino per la MERS-CoV che però non ha raggiunto la fase clinica. Al momento nessun vaccino a mRNA è stato approvato e il programma più avanzato di Moderna, quello per il citomegalovirus, ha raggiunto solamente la fase clinica 2.

Vettore adenovirus 5

Il 16 marzo, lo stesso in cui è iniziata la sperimentazione di mRNA-1273, è partito anche il secondo trial clinico per il vaccino SARS-CoV-19, sviluppato dall’azienda cinese CanSino Biologics e dall’Institute of Biotechnology della Academy of Military Medical Sciences di Pechino. A differenza dell’approccio messo a punto da Moderna, quello di CanSino utilizza una tecnica “classica” che si basa su un vettore adenovirale. Un vettore adenovirale è un virus a DNA – in questo caso l’adenovirus 5, responsabile del raffreddore comune – che è stato modificato in modo che non possa replicarsi nel corpo umano. Nel vettore Ad5 viene inserito il gene che serve per produrre la proteina spike del Coronavirus.

Il vettore adenovirus 5 è stato già applicato dalla CanSino Biologics per produrre un vaccino diretto contro Ebola, approvato in Cina nel 2017. Uno dei problemi dei vettori adenovirali è che possono scatenare una risposta immunitaria contro il vettore stesso, dato che molti di noi hanno già sviluppato un’immunità per il raffreddore comune. È quello che è avvenuto, ad esempio, nel caso di un vaccino per l’HIV sviluppato dalla casa farmaceutica Merck che è stato bloccato nel 2007. Il comunicato stampa della CanSino Biologics specifica, però, che il vaccino per SARS-CoV-2 ha dato buoni risultati negli studi preclinici e che presenta un “buon profilo di sicurezza”.

Altri gruppi di ricerca

Il 6 aprile l’azienda farmaceutica INOVIO ha annunciato che la sperimentazione clinica per il vaccino INO-4800 è stata accettata dalla Food And Drug Administration. INO-4800 è un vaccino basato su un plasmide, cioè un filamento circolare di DNA sintetizzato artificialmente disegnato per stimolare la risposta immunitaria. Per trasferire il plasmide nelle cellule, INOVIO utilizza una tecnologia proprietaria chiamata CELLECTRA®, che sfrutta un impulso elettrico per aprire i pori cellulari. La tecnologia è stata applicata a un vaccino contro l’HPV che si trova in fase clinica 3.

Gli studi preclinici su INO-4800 hanno dato risultati promettenti in diversi modelli animali. Ora il vaccino sarà testato su 40 volontari per valutare la sicurezza e la capacità di stimolare la risposta immunitaria. L’azienda spera di passare il prima possibile alla fase 2 e ha già prodotto migliaia di dosi, con il supporto della Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) e della Bill and Melinda Gates Foundation.

Tra le 60 sperimentazioni in fase preclinica elencate dall’OMS, un candidato promettente è  quello sviluppato dall’università di Pittsburgh e descritto sulla rivista EBioMedicine, pubblicata da Lancet. È stato il primo studio sui vaccini per SARS-CoV-19 a essere pubblicato su una rivista scientifica dopo essere stato sottoposto a peer review. Anche in questo caso il target è la proteina spike e la tecnica utilizzata è una tecnica classica, che viene usata ogni anno per il vaccino per l’influenza. I ricercatori hanno prodotto in laboratorio alcune subunità della proteina e hanno osservato che sono in grado di stimolare la produzione di anticorpi specifici nei topi nel giro di due settimane. Ora hanno presentato la richiesta di approvazione come nuovo farmaco (Investigational New Drug) alla Food and Drug Administration per poter avviare la sperimentazione di fase clinica 1.

Il gruppo di ricerca aveva già lavorato sugli altri Coronavirus, SARS-CoV nel 2003 e MERS-CoV nel 2014, e aveva sviluppato dei vaccini in fase di sperimentazione preclinica. Nel caso di MERS-CoV gli studi sui topi avevano dimostrato come gli anticorpi fossero in grado di neutralizzare il virus almeno per un anno dal momento dell’iniezione. Anche gli studi sul vaccino per SARS-CoV avevano mostrato un trend simile.

Il team di ricerca, guidato da Andrea Gambotto e Louis Falo, ha inoltre testato una nuova tecnica per somministrare il vaccino, detta microneedle array, “matrice di microaghi”. Consiste in un piccolo cerotto della dimensione di un dito che comprende 400 microaghi, ed è in grado di portare le proteine direttamente a contatto con la pelle. Qui hanno sede diverse cellule del sistema immunitario che possono innescare da subito una risposta forte.

Il sistema sviluppato da Moderna ha velocizzato la fase di sviluppo iniziale mentre quello dell’università di Pittsburgh promette di accorciare alcune fasi della produzione. Tuttavia – spiega l’Agenzia Europea dei Medicinali (EMA) –  potrebbe essere necessario almeno un anno prima che un vaccino contro il COVID-19 sia pronto per essere approvato e sia disponibile in quantità sufficienti per consentirne un utilizzo diffuso.

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