Gli scienziati dell’UC Riverside hanno dimostrato una nuova strategia sui vaccini basata sull’RNA che è efficace contro qualsiasi ceppo di virus e può essere utilizzata in modo sicuro anche dai neonati o dalle persone immunocompromesse.
Lo studio è stato pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences.
Evitare gli infiniti richiami dei vaccini
Ogni anno, i ricercatori cercano di prevedere i quattro ceppi influenzali che con maggiore probabilità saranno prevalenti durante la prossima stagione influenzale. E ogni anno, le persone si mettono in fila per ricevere il vaccino aggiornato, sperando che i ricercatori abbiano formulato correttamente l’iniezione.
Lo stesso vale per i vaccini COVID, che sono stati riformulati per colpire le sottovarianti dei ceppi più diffusi circolanti negli Stati Uniti
Questa nuova strategia eliminerebbe la necessità di creare tutti questi diversi colpi perché prende di mira una parte del genoma virale che è comune a tutti i ceppi di un virus. I vaccini, il suo funzionamento e una dimostrazione della sua efficacia sui topi sono descritti nello studio.
“Ciò che voglio sottolineare di questa strategia vaccinale è che è ampia”, ha affermato il virologo e autore dell’articolo dell’UCR Rong Hai. “È ampiamente applicabile a qualsiasi numero di virus, ampiamente efficace contro qualsiasi variante di virus e sicuro per un ampio spettro di persone. Questo potrebbe essere il vaccino universale che stavamo cercando.”
Tradizionalmente, i vaccini contengono una versione viva o morta di un virus. Il sistema immunitario del corpo riconosce una proteina nel virus e attiva una risposta immunitaria. Questa risposta produce cellule T che attaccano il virus e ne impediscono la diffusione. Produce anche cellule B “della memoria” che addestrano il tuo sistema immunitario a proteggerti da attacchi futuri.
Il nuovo vaccino utilizza anche una versione viva e modificata di un virus. Tuttavia, non si basa sul fatto che l’organismo vaccinato abbia questa risposta immunitaria tradizionale o proteine immunitarie attive, motivo per cui può essere utilizzato da bambini il cui sistema immunitario è sottosviluppato o da persone che soffrono di una malattia che sovraccarica il loro sistema immunitario. Invece, questo si basa su piccole molecole di RNA silenzianti.
“Un ospite – una persona, un topo, chiunque sia infetto – produrrà piccoli RNA interferenti come risposta immunitaria all’infezione virale. Questi RNAi poi abbatteranno il virus”, ha affermato Shouwei Ding, illustre professore di microbiologia presso l’UCR e autore principale dell’articolo .
Il motivo per cui i virus causano con successo la malattia è perché producono proteine che bloccano la risposta RNAi di un ospite. “Se creiamo un virus mutante che non può produrre la proteina per sopprimere il nostro RNAi, possiamo indebolire il virus. Può replicarsi fino a un certo livello, ma poi perde la battaglia contro la risposta dell’RNAi dell’ospite”, ha detto Ding. “Un virus indebolito in questo modo può essere utilizzato come vaccino per rafforzare il nostro sistema immunitario RNAi.”
Quando i ricercatori hanno testato questa strategia con un virus murino chiamato Nodamura, lo hanno fatto con topi mutanti privi di cellule T e B. Con un’iniezione di vaccino, hanno scoperto che i topi erano protetti da una dose letale del virus non modificato per almeno 90 giorni. Si noti che alcuni studi mostrano che nove giorni nei topi equivalgono all’incirca a un anno umano.
Esistono pochi vaccini adatti all’uso nei bambini di età inferiore ai sei mesi. Tuttavia, anche i topi appena nati producono piccole molecole di RNAi, motivo per cui il vaccino ha protetto anche loro. L’UC Riverside ha ora ottenuto un brevetto statunitense su questa tecnologia vaccinale RNAi.
Nel 2013, lo stesso gruppo di ricerca ha pubblicato un articolo in cui mostrava che anche le infezioni influenzali ci inducono a produrre molecole RNAi. “Ecco perché il nostro prossimo passo sarà utilizzare lo stesso concetto per generare un vaccino antinfluenzale , in modo che i bambini possano essere protetti. Se avremo successo, non dovranno più dipendere dagli anticorpi delle loro madri”, ha detto Ding.
Anche il loro vaccino antinfluenzale verrà probabilmente somministrato sotto forma di spray, poiché molte persone hanno un’avversione per gli aghi. “Le infezioni respiratorie si muovono attraverso il naso, quindi uno spray potrebbe essere un sistema di somministrazione più semplice”, ha detto Hai.
Inoltre, i ricercatori affermano che ci sono poche possibilità che un virus muti per evitare questa strategia di vaccinazione. “I virus possono mutare in regioni non prese di mira dai vaccini tradizionali. Tuttavia, stiamo prendendo di mira il loro intero genoma con migliaia di piccoli RNA. Non possono sfuggire a questo”, ha detto Hai.
In definitiva, i ricercatori ritengono di poter “copiare e incollare” questa strategia per creare un vaccino unico per un numero qualsiasi di virus.
“Esistono diversi agenti patogeni umani ben noti; dengue, SARS, COVID. Hanno tutti funzioni virali simili”, ha detto Ding. “Questo dovrebbe essere applicabile a questi virus in un facile trasferimento di conoscenze.”
Un unico vaccino protegge da tre ceppi mortali di coronavirus
Un vaccino progettato per proteggere da tre diversi coronavirus mortali mostra successo negli studi sui topi, dimostrando la fattibilità di un vaccino pan-coronavirus sviluppato dai ricercatori del Duke Human Vaccine Institute.
Il vaccino a nanoparticelle singole includeva componenti di un vaccino precedente che aveva dimostrato di proteggere topi e primati da molteplici varianti di SARS-CoV-2, che è il virus che causa COVID-19.
In questo studio, il vaccino ha protetto i topi dal SARS-CoV-1, un’altra forma di coronavirus SARS che può infettare gli esseri umani, e da un coronavirus MERS che ha portato a epidemie periodiche e mortali in tutto il mondo.
“Stiamo facendo importanti progressi verso un vaccino contro il coronavirus ampiamente protettivo”, ha affermato l’autore senior Kevin O. Saunders, Ph.D., direttore associato del Duke Human Vaccine Institute.
“Si tratta di agenti patogeni che causano o hanno il potenziale di causare infezioni umane significative e perdita di vite umane, e un singolo vaccino che fornisce protezione potrebbe rallentare o addirittura prevenire un’altra pandemia”.
Saunders e colleghi hanno costruito il vaccino trivalente utilizzando una nanoparticella caricata con un frammento chiave chiamato dominio di legame del recettore di ciascuno dei coronavirus. Il frammento, un sito di aggancio al virus che gli consente di infiltrarsi nelle cellule del corpo, fornisce informazioni sufficienti affinché le cellule immunitarie possano costruire una risposta efficace contro i veri coronavirus che entrano nel corpo.
In studi precedenti su topi e primati, i ricercatori hanno dimostrato che una precedente iterazione del vaccino con nanoparticelle era efficace contro molteplici varianti di SARS-CoV-2. Il prossimo anno sono previsti test sull’uomo per una versione che trasporta immunogeni a diversi ceppi di SARS-CoV-2, compresi quelli che hanno dominato dall’epidemia originale alla fine del 2019.
Il lavoro attuale espande i componenti del vaccino per includere un ulteriore virus correlato alla SARS e il virus MERS . Negli studi di laboratorio , così come sui topi, i ricercatori hanno scoperto che il candidato vaccino generava molecole immunitarie inibitorie chiamate anticorpi contro tutti e tre i tipi patogeni di coronavirus umano.
È importante sottolineare che i topi vaccinati non si sono ammalati se esposti a virus simili alla SARS o alla MERS.
“Questo studio dimostra che un singolo vaccino che protegge sia dai virus MERS che da quelli SARS è un obiettivo raggiungibile”, ha affermato Saunders. “Dato che un virus MERS e due virus SARS hanno infettato gli esseri umani negli ultimi due decenni, lo sviluppo di vaccini universali contro il coronavirus è una priorità sanitaria globale”.
Diversi tipi di vaccini COVID-19: come funzionano
Sei curioso di sapere come i vaccini mRNA e altri tipi di vaccini COVID-19 possono aiutarti a sviluppare l’immunità al virus COVID-19? Comprendere come le diverse tecnologie interagiscono con il sistema immunitario per fornire protezione.
Un vaccino contro la malattia da coronavirus 2019 (COVID-19) può aiutarti a sviluppare l’immunità al SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19, senza ammalarti. Ma come funzionano esattamente i diversi tipi di vaccini COVID-19?
I vaccini stimolano una risposta immunitaria in modo che il tuo corpo ricordi come combattere un virus in futuro. Alcuni vaccini utilizzano un virus intero per indurre il sistema immunitario a rispondere. Altri vaccini utilizzano parti del virus o materiale genetico che fornisce istruzioni per produrre proteine specifiche come quelle del virus.
Molti vaccini COVID-19 comportano una struttura simile a una punta sulla superficie del virus COVID-19 chiamata proteina S. La proteina S aiuta il virus a penetrare nelle cellule e ad avviare un’infezione.
I produttori di tutto il mondo stanno lavorando su diversi tipi di vaccini. I principali tipi di vaccini COVID-19 attualmente disponibili negli Stati Uniti o in studi clinici su larga scala includono:
Vaccino a RNA messaggero (mRNA). Questo tipo di vaccino utilizza mRNA geneticamente modificato per fornire alle cellule istruzioni su come produrre un pezzo innocuo della proteina S presente sulla superficie del virus COVID-19. Dopo la vaccinazione, le cellule immunitarie iniziano a produrre i pezzi della proteina S e a esporli sulle superfici cellulari. Ciò fa sì che il tuo corpo crei anticorpi. Se vieni infettato dal virus COVID-19, questi anticorpi combatteranno il virus.
Dopo che l’mRNA ha aiutato le cellule a produrre i pezzi proteici, l’mRNA viene immediatamente scomposto. Non entra mai nel nucleo delle tue cellule, dove è conservato il tuo DNA. Sia il vaccino Pfizer-BioNTech che quello Moderna contro il COVID-19 utilizzano l’mRNA.
Vaccino vettoriale. In questo tipo di vaccino, il materiale genetico del virus COVID-19 viene inserito in un diverso tipo di virus vivo indebolito, come un adenovirus. Il virus indebolito ( vettore virale ) funge da sistema di consegna.
Quando il vettore virale entra nelle tue cellule, trasporta materiale genetico dal virus COVID-19 che dà alle tue cellule istruzioni per creare copie della proteina S. Una volta che le cellule mostrano le proteine S sulle loro superfici, il sistema immunitario risponde creando anticorpi e globuli bianchi difensivi. Se vieni infettato dal virus COVID-19, gli anticorpi combatteranno il virus.
I vaccini a vettore virale non possono causare l’infezione dal virus COVID-19 o dal virus del vettore virale. Inoltre, il materiale genetico consegnato non diventa parte del tuo DNA. Johnson & Johnson, AstraZeneca e l’Università di Oxford stanno lavorando su vaccini virali contro il COVID-19.
Vaccino a subunità proteica. I vaccini a subunità includono solo le parti di un virus che stimolano meglio il sistema immunitario. Questo tipo di vaccino COVID-19 contiene proteine S innocue. Una volta che il sistema immunitario riconosce le proteine S, crea anticorpi e globuli bianchi difensivi. Se vieni infettato dal virus COVID-19, gli anticorpi combatteranno il virus. Novavax sta lavorando a un vaccino contro il COVID-19 a subunità proteica.
Negli Stati Uniti, la Food and Drug Administration statunitense ha concesso l’autorizzazione all’uso di emergenza dei vaccini Pfizer-BioNtech e Moderna COVID-19. Si prevede che nei prossimi mesi verrà autorizzato l’uso di altri tipi di vaccini.
Un vaccino contro il COVID-19 potrebbe impedirti di contrarre il COVID-19 o di ammalarti gravemente o di morire a causa del COVID-19. Consulta il tuo dipartimento sanitario locale per le informazioni più recenti su come e quando puoi ricevere un vaccino .
Perché sono necessarie 2 iniezioni perché i vaccini mRNA facciano del loro meglio nella creazione di anticorpi
Con gli Stati Uniti che si trovano ad affrontare ritardi nella vaccinazione a causa della carenza di lavoratori e di problemi di distribuzione, i funzionari sanitari federali ora affermano che è giusto posticipare la seconda dose del vaccino in due parti fino a sei settimane.
Due dosi, separate da tre o quattro settimane, rappresentano l’approccio collaudato per generare una risposta immunitaria efficace attraverso la vaccinazione , non solo per il COVID ma anche per l’epatite A e B e altre malattie.
La prima dose innesca il sistema immunitario e introduce il corpo al germe di interesse. Ciò consente al sistema immunitario di preparare la sua difesa. La seconda dose, o richiamo, offre l’opportunità al sistema immunitario di aumentare la qualità e la quantità degli anticorpi utilizzati per combattere il virus.
Nel caso dei vaccini Pfizer e Moderna COVID-19, la seconda dose aumenta la protezione offerta dal vaccino dal 60% a circa il 95% .
Nello studio clinico, la seconda dose del vaccino Pfizer è stata somministrata già al giorno 19 e fino al giorno 42 al 93% dei soggetti . Poiché la protezione è stata pari a circa il 95% per tutti coloro che sono stati vaccinati entro questa “finestra” di tempo, non vi sono ragioni per non consentire una certa flessibilità nella tempistica della seconda dose 2 .
Man mano che saranno disponibili più vaccini, i tempi per la seconda dose dovrebbero avvicinarsi alle quattro settimane per i vaccini Pfizer e Moderna. Ma la buona notizia è che anche se le scorte rimangono limitate, la scienza suggerisce che non c’è niente di male nel ricevere una seconda dose fino a 42 giorni dopo la prima.
La biologia attraverso la quale i vaccini mRNA inducono la loro protezione dal COVID-19 è fondamentalmente diversa da quella degli altri vaccini.
I vaccini Pfizer e Moderna utilizzano l’RNA messaggero che codifica la glicoproteina spike. Dopo l’iniezione del vaccino, l’ mRNA entra nelle cellule immunitarie chiamate cellule dendritiche . Le cellule dendritiche utilizzano le istruzioni scritte nell’mRNA per sintetizzare la caratteristica glicoproteina del picco, che caratterizza il virus SARS-CoV-2 che causa COVID-19. Queste cellule immunitarie mostrano quindi la glicoproteina del picco alle cellule B, che poi producono anticorpi anti-picco.
I vaccini a mRNA sono in grado di indurre un tipo speciale di cellule immunitarie – chiamate cellule T helper follicolari – ad aiutare le cellule B a produrre anticorpi. Le cellule T lo fanno attraverso il contatto diretto con le cellule B e inviando segnali chimici che dicono alle cellule B di produrre anticorpi. È questo aiuto nella produzione di anticorpi che rende questi vaccini così efficaci.
Ma non tutte le cellule B sono uguali. Esistono due tipi di anticorpi anti-spike: plasmacellule a lunga vita e cellule B della memoria . Le plasmacellule a lunga vita, come suggerisce il nome, vivono nel midollo osseo per anni dopo la vaccinazione, producendo continuamente anticorpi, in questo caso anticorpi anti-spike. Queste cellule B a lunga vita non hanno bisogno di essere potenziate.
Le cellule B della memoria, invece, vivono in uno stato simile all’ibernazione. Non producono anticorpi finché non vengono stimolati da un richiamo del vaccino o non sono esposti all’infezione da coronavirus che causa il COVID-19. Questo è il motivo per cui abbiamo bisogno della seconda dose. Insieme, questi due tipi di cellule B forniscono un livello di protezione costante.
Con l’attuale carenza di vaccini e i problemi con la creazione delle infrastrutture per vaccinare milioni di persone, molti medici temono che la seconda dose di vaccino non venga somministrata entro il periodo prescritto di tre o quattro settimane.
Questa dose di richiamo è necessaria affinché le cellule T stimolino le cellule B della memoria a produrre enormi quantità di anticorpi. Se il richiamo non viene somministrato entro il periodo appropriato, verranno prodotte quantità inferiori di anticorpi che potrebbero non fornire una protezione altrettanto potente dal virus.