I vaccini proteici ricombinanti contro l’influenza, come il vaccino Novavax utilizzato per combattere il COVID-19, offrono numerosi vantaggi rispetto ai vaccini convenzionali. Sono facili da produrre con precisione. Sono sicuri e potenzialmente più efficaci. E potrebbero richiedere dosi più piccole.
A causa di queste caratteristiche, c’è molto interesse nello sviluppo di vaccini antinfluenzali ricombinanti. Ad oggi, tuttavia, la Food and Drug Administration ha approvato un solo vaccino di questo tipo. Un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Bufalo spera di aggiungere a quel numero. Sta sviluppando un nuovo vaccino antinfluenzale ricombinante.
Lo studio è stato pubblicato su Cell Reports Medicine.
Vaccino contro l’influenza: ecco cosa dice la ricerca
“A causa della natura variabile dei virus che causano l’influenza, gli attuali vaccini non sono efficaci in modo ottimale tra la popolazione complessiva. Riteniamo che il nostro candidato vaccino abbia il potenziale per migliorare questo aspetto inducendo un’immunità più forte e più ampia e riducendo la probabilità di malattia e morte “, afferma il coautore senior dello studio Jonathan Lovell, Ph.D., professore di innovazione SUNY Empire presso il Dipartimento di ingegneria biomedica della UB.
I vaccini antinfluenzali convenzionali contengono microbi disattivati che causano l’influenza oppure si basano su forme indebolite della malattia. Sono realizzati utilizzando uova di gallina fecondate o, meno comunemente, attraverso la produzione basata su colture cellulari.
Il vaccino che il team guidato dall’UB sta sviluppando si basa su un nanoliposoma, una minuscola sacca sferica, che Lovell e colleghi hanno creato chiamato cobalto-porfirina-fosfolipide o CoPoP. La piattaforma CoPoP consente la visualizzazione delle proteine che promuovono la risposta immunitaria sulla superficie del nanoliposoma, con conseguente potente efficacia del vaccino.
(Sebbene non faccia parte di questo studio, la piattaforma vaccinale CoPoP è stata sottoposta a studi clinici di fase 2 e fase 3 in Corea del Sud e nelle Filippine come candidato vaccino contro il COVID-19. Si tratta di una partnership tra la società spin-off di UB POP Biotechnologies, co-fondata da Lovell , e la società biotecnologica sudcoreana EuBiologics.)
Da soli, questi nanoliposomi non combattono le malattie. Ma se combinati con proteine influenzali ricombinanti che possono essere generate sulla base delle informazioni genetiche dei virus, migliorano la risposta del sistema immunitario alla malattia.
Nel nuovo studio, il team ha collegato al nanoliposoma un totale di sei proteine, tre ciascuna di due diversi gruppi proteici, emoagglutinine e neuraminidasi. Il team ha inoltre aggiunto due adiuvanti (PHAD e QS21) per potenziare la risposta immunitaria.
I ricercatori hanno valutato il nanoliposoma “hexaplex” risultante in modelli animali con tre ceppi influenzali comuni: H1N1, H3N2 e tipo B.
Anche se somministrato a basse dosi, il nanoliposoma hexaplex ha fornito protezione e sopravvivenza superiori da H1 e N1 rispetto a Flublok, che è l’unico vaccino antinfluenzale ricombinante autorizzato negli Stati Uniti, e Fluaid, un vaccino a base di uova. I test hanno mostrato livelli comparabili di protezione contro i virus H3N2 e di tipo B. I test sono stati eseguiti tramite vaccinazione e trasferimento di siero sanguigno da topi vaccinati a topi non vaccinati.
“La combinazione dei due gruppi di proteine ha portato a effetti sinergici. In particolare, i nanoliposomi adiuvati eccellevano nella produzione di anticorpi funzionali e nell’attivazione delle cellule T, che sono fondamentali per combattere gravi infezioni influenzali”, afferma l’autore principale Zachary Sia, un dottorato di ricerca. candidato nel laboratorio di Lovell.
Bruce Davidson, Ph.D., professore associato di ricerca di anestesiologia presso la Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences dell’UB, è un coautore senior dello studio.
Dice: “Utilizzare non solo l’emoagglutinina ma anche gli antigeni della neuraminidasi per creare vaccini è importante perché si traduce in un’immunità più ampia e le aziende saranno in grado di creare più dosi con meno materiali. Questo è fondamentale non solo per l’influenza ma anche per potenziali epidemie come quella abbiamo visto con il COVID-19. C’è ancora molto lavoro da fare per testare e validare completamente questa tecnologia antinfluenzale, ma a questo punto questi primi risultati sono piuttosto promettenti”.
Combattere l’influenza: vaccino a base di nanoparticelle efficace negli studi preclinici
Un vaccino antinfluenzale sperimentale costituito da miliardi di minuscole sacche sferiche che trasportano proteine che combattono le infezioni in tutto il corpo si è dimostrato efficace negli studi preclinici.
Descritto in uno studio pubblicato dai Proceedings of the National Academy of Sciences , il vaccino ha il potenziale di:
Migliorare l’efficacia dei vaccini contro l’influenza stagionale, che in genere funzionano nel 40-60% dei casi, secondo i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie.
Richiede meno tempo per produrre grandi quantità perché, a differenza della maggior parte dei vaccini contro l’influenza stagionale, non viene creato in uova di gallina embrionate.
Utilizzare dosi più piccole, aumentando così le scorte di vaccino, il che può essere fondamentale data la natura imprevedibile dell’influenza.
“I risultati sono molto incoraggianti”, afferma l’autore senior dello studio, Jonathan Lovell, Ph.D., professore associato di ingegneria biomedica presso l’Università di Buffalo.
“In genere, i vaccini antinfluenzali contengono microbi disattivati che causano l’influenza, oppure si basano su forme indebolite della malattia. Il vaccino che stiamo sviluppando è un vaccino con nanoparticelle proteiche ricombinanti che stimola una forte risposta immunitaria “, afferma Lovell.
La chiave del successo del vaccino è un liposoma creato da Lovell e colleghi chiamato cobalto-porfirina-fosfolipide o CoPoP.
Queste minuscole sacche sferiche, abbastanza piccole da essere considerate nanoparticelle, costituiscono la spina dorsale di quella che in gergo farmaceutico è nota come piattaforma vaccinale, ovvero qualsiasi tecnologia di base utilizzata per sviluppare più vaccini.
(Anche se non fa parte di questo studio, la piattaforma viene utilizzata negli studi clinici in Corea del Sud come candidato al vaccino contro il COVID-19. Si tratta di una partnership tra la società spin-off di UB POP Biotechnologies, co-fondata da Lovell, e la società biotecnologica sudcoreana EuBiologics POP Biotechnologies sta inoltre collaborando con Scripps Research per studiare la piattaforma per un possibile vaccino contro l’HIV.)
Da soli, questi liposomi non combattono le malattie. Ma possiedono un talento speciale. Convertono spontaneamente le proteine virali che stimolano la risposta immunitaria in un formato di nanoparticelle più potente.
“Questa conversione è vantaggiosa perché le proteine disciolte si attaccano alla superficie dei liposomi, dove le proteine migliorano la risposta del sistema immunitario alle malattie,” dice l’autore senior Matthew Miller, Ph.D., professore associato di biochimica e scienze biomediche presso Università McMaster
Nello studio, i ricercatori hanno introdotto un gruppo di proteine note come emoagglutinina nei liposomi CoPop. Una particolare emoagglutinina, nota come trimeric H3 HA, ha innescato una forte risposta immunitaria nei topi.
Nello studio, i ricercatori hanno introdotto un gruppo di proteine note come emoagglutinina nei liposomi CoPop. Una particolare emoagglutinina, nota come trimeric H3 HA, ha innescato una forte risposta immunitaria nei topi.
“Le nanoparticelle trasportano il trimerico H3 HA alle cellule immunitarie del corpo e provocano quelle cellule immunitarie a rispondere in modo più vigoroso all’influenza”, afferma l’autore principale Zachary Sia, Ph.D. candidato nel laboratorio di Lovell.
Negli esperimenti condotti sul ceppo virale H3N2, il siero sanguigno di topi vaccinati è stato iniettato in topi non vaccinati. L’iniezione ha fornito protezione contro l’H3N2. Negli esperimenti con furetti che coinvolgevano un ceppo H3N2 più moderno, il vaccino ha ridotto la quantità di virus nel sistema respiratorio superiore degli animali.
Anche con dosi fino a 2 nanogrammi, il vaccino ha fornito un livello di protezione simile a quello dei vaccini con dosi tipicamente misurate in microgrammi, o circa 1.000 volte di più.
“L’effetto di risparmio della dose è importante perché significa che potremmo creare molte più dosi utilizzando meno materiali”, afferma il coautore senior Bruce Davidson, Ph.D., professore associato di ricerca di anestesiologia presso la Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences presso UB . “In parole povere, CoPoP probabilmente fornirà una maggiore protezione immunitaria con meno emoagglutinina rispetto ai vaccini attuali.”
Anche la piattaforma vaccinale è versatile.
I ricercatori sono riusciti a legare simultaneamente 10 proteine ricombinanti che rappresentano ceppi distinti di virus dell’influenza per generare una nanoparticella altamente multivalente. Una dose di 5 nanogrammi nei topi ha offerto protezione contro il ceppo influenzale H5N1, più comunemente noto come influenza aviaria, un virus che secondo gli epidemiologi ha il potenziale di scatenare una pandemia.
Il vaccino ricombinante conferisce maggiore protezione contro l’influenza
Secondo uno studio pubblicato sul New England Journal of Medicine, un vaccino antinfluenzale ricombinante ad alte dosi è più efficace del vaccino a dose standard tra gli adulti di età compresa tra 50 e 64 anni.
Amber Hsiao, Ph.D., MPH, del Kaiser Permanente Vaccine Study Center di Oakland, California, e colleghi hanno condotto uno studio osservazionale randomizzato in cluster per confrontare l’efficacia dei vaccini ricombinanti rispetto ai vaccini a dose standard contro gli esiti correlati all’influenza negli adulti di età inferiore ai 65 anni. Durante le stagioni influenzali dal 2018 al 2019 e dal 2019 al 2020, le strutture hanno somministrato di routine un vaccino antinfluenzale ricombinante ad alte dosi (Flublok Quadrivalent) o uno dei due vaccini antinfluenzali a dose standard agli adulti di età compresa tra 50 e 64 anni e tra 18 e 49 anni.
Sono stati inclusi i dati relativi a 1.630.328 individui di età compresa tra 18 e 64 anni che hanno ricevuto vaccini (632.962 nel gruppo vaccino ricombinante e 997.366 nel gruppo dose standard). I ricercatori hanno identificato 1.386 e 2.435 casi di influenza confermata dalla reazione a catena della polimerasi (PCR) diagnosticati rispettivamente nel gruppo trattato con vaccino ricombinante e in quello trattato con dose standard.
Tra i partecipanti di età compresa tra 50 e 64 anni, 2,00 e 2,34 casi su 1.000 sono risultati positivi all’influenza nei gruppi con vaccino ricombinante e dose standard, rispettivamente (efficacia relativa del vaccino, 15,3%). L’efficacia relativa del vaccino contro l’influenza A era del 15,7% nello stesso gruppo di età. Rispetto ai vaccini a dose standard, il vaccino ricombinante non era significativamente più protettivo contro il ricovero ospedaliero correlato all’influenza.
“I partecipanti di età compresa tra 50 e 64 anni che hanno ricevuto il vaccino ricombinante avevano una maggiore protezione contro l’influenza confermata rispetto a quelli che hanno ricevuto un vaccino a dose standard”, scrivono gli autori.
Il vaccino vettoriale a base di morbillo protegge i topi dal virus dell’influenza A (H7N9)
I ricercatori del Paul-Ehrlich-Institut (PEI), in collaborazione con la Philipps-Universität Marburg, hanno utilizzato la piattaforma vaccinale del “vaccino contro il virus del morbillo ricombinante” per testare i candidati al vaccino contro il pericoloso virus dell’influenza aviaria H7N9 in un modello animale. I vaccini vettoriati con un modello di emoagglutinina (H7) o neuraminidasi (N9) hanno indotto anticorpi specifici nei topi che potrebbero inibire efficacemente i virus dell’influenza H7N9. Le cellule T H7 specifiche erano ancora rilevate negli animali due anni dopo la vaccinazione.
La vaccinazione contro l’H7 ha protetto completamente i topi dalle malattie successive all’infezione. La vaccinazione contro N9 ha fornito principalmente protezione contro un decorso grave della malattia.
Il virus dell’influenza aviaria H7N9 è stato scoperto in Cina nel 2013. Da allora, ci sono stati più di 1.500 pazienti infetti confermati, il 39% dei quali è morto. La trasmissione è prevalentemente zoonotica da animale a uomo e raramente avviene da uomo a uomo. Tuttavia, nei furetti è già stato osservato un certo adattamento del virus ai mammiferi. Sono necessari vaccini efficaci e sicuri per essere preparati a potenziali pandemie.
La pandemia di COVID-19 ha dimostrato che le tecnologie delle piattaforme vaccinali consentono rapidi adeguamenti dei vaccini per la protezione contro altri virus. Questo studio ha utilizzato la piattaforma del “virus del morbillo ricombinante (MV)”, in cui i virus del morbillo derivati da ceppi vaccinali sono stati utilizzati come vettore (veicolo di trasporto) per la trasmissione di geni che codificano per le proteine di superficie emoagglutinina (H7) o neuraminidasi (N9) del virus del morbillo ricombinante (MV). il virus dell’influenza H7N9.
I due vaccini modello sviluppati, MV vac2 -H7 (P) e MV vac2 -N9 (P), sono stati testati sui topi. I topi sono stati vaccinati due volte ogni quattro settimane e hanno sviluppato titoli anticorpali elevati. La vaccinazione contro N9 non è riuscita in un topo.
Gli anticorpi formatisi non solo si legano alle glicoproteine H7N9, ma impediscono anche il legame dell’emoagglutinina al suo recettore e l’attività enzimatica della neuraminidasi, che ostacola il rilascio di nuove particelle virali. In tal modo il virus dell’influenza viene inattivato e non può più causare malattie.
Oltre alla risposta anticorpale, nei topi vaccinati con H7 sono state rilevate anche cellule T specifiche per H7.
Tre settimane dopo la seconda vaccinazione, alcuni topi sono stati infettati dal virus influenzale H7N9 . Mentre i topi di controllo si ammalarono gravemente tanto da dover essere sottoposti ad eutanasia, tutti i topi vaccinati sopravvissero, tranne uno che era stato vaccinato con il vaccino N9. I topi vaccinati con H7 non hanno mostrato segni di malattia e il loro peso è aumentato costantemente nel corso dello studio. Tutti i topi vaccinati con N9 tranne uno si sono ripresi completamente quattro giorni dopo un leggero calo di peso iniziale.
Altri sette topi sono stati vaccinati per vaccino e tenuti per due anni. Dopo questo periodo, erano vivi tre topi vaccinati con H7 e due topi vaccinati con H9, prossimi alla fine della loro durata di vita naturale. Mentre non c’erano risposte delle cellule T specifiche per N9 evidenti nei due animali vaccinati con H9, risposte delle cellule T specifiche per l’antigene potevano ancora essere provocate nei topi H7. Ciò è un’indicazione della longevità di questa risposta immunitaria.
Questo studio sugli animali dimostra che i vaccini con neuraminidasi come antigene possono proteggere dall’influenza quasi quanto i vaccini con antigene dell’emoagglutinina. La sorprendente longevità delle risposte delle cellule T contro l’emoagglutinina sarà oggetto di ricerche future.
