Vaccini a mRNA: dall’inizio nel 1990 a Pfizer e Moderna 2020

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Vaccini a mRNA: dall’inizio nel 1990 a Pfizer e Moderna 2020

I recenti progressi della biotecnologia hanno rivoluzionato il campo della medicina, offrendo soluzioni pionieristiche per esigenze clinicamente insoddisfatte. Una delle nuove frontiere riguarda i vaccini a mRNA (o RNA messaggero) che, spoiler, non sono nati dall’oggi al domani e, di certo, non hanno nulla a che vedere con la modifica del codice genetico. Ma entriamo nel dettaglio di quello che è il topic più discusso degli ultimi mesi (e non solo): i vaccini contro SARS-CoV-2.

Il termine “vaccino a mRNA” si riferisce ad un tipo di vaccino che, come antigene, non usa il classico virus inattivato, bensì una proteina antigenica sotto forma di mRNA. La prima volta in cui si è sentito parlare di vaccini a mRNA è stata negli anni ’90, quando si è pensato che questo tipo di vaccinazione potesse essere più efficace rispetto alle classiche vie preesistenti (ossia a subunità, ricombinanti, semi-attenuati ed inattivati): gli studi quindi sono durati circa 30 anni, prima che si arrivasse allo sviluppo effettivo del vaccino stesso. Il primo importante vantaggio dei vaccini a mRNA sta nel cosiddetto “profilo di sicurezza”: a differenza infatti dei vaccini semi-attenuati ed inattivi, quelli a mRNA escludono qualsiasi preoccupazione associata a endotossine e infezioni. In più, comparati con i vaccini basati sui vettori virali, quelli a mRNA non comportano il rischio di integrazione genomica o di mutagenesi inserzionale in quanto, per funzionare, non hanno bisogno dell’ingresso nel nucleo, ergo: non possono, in alcun modo, andare a modificare il codice genetico. Il secondo pro del vaccino a mRNA risiede nella sua efficacia: poiché infatti i vaccini a mRNA forniscono solo gli antigeni essenziali, promuovono lo sviluppo dell’immunità adattativa più specifica per l’antigene e riducono al minimo gli effetti avversi rispetto ai vaccini in normale circolazione. Inoltre, si è visto da studi di farmacologia, che i vaccini a mRNA offrono risposte immunitarie cellulari ed anticorpali che possono essere utili nel trattamento di malattie che richiedono un’immunità cellulo-mediata, come il cancro. Il terzo vantaggio dei vaccini a mRNA riguarda la produzione stessa: la sintesi di mRNA, infatti, si basa su processi di trascrizione in vitro (IVT) già ben standardizzati, che richiedono quindi un minor periodo di tempo per la produzione. Questa flessibilità nella produzione di mRNA è eccezionalmente vantaggiosa per produrre vaccini a mRNA contro agenti infettivi a rapida diffusione. Un esempio è il caso in cui l’Istituto Nazionale di Allergie e Malattie infettive degli USA e Moderna hanno prodotto vaccini a mRNA contro SARS-Cov-2 dopo soli 27 giorni dal rilascio della sequenza amminoacidica della proteina Spike: ciò ha permesso l’avanzamento degli studi clinici sull’uomo ad una velocità senza precedenti. Sebbene tutto questo sia promettente, come succede normalmente nella scienza, c’è ancora margine di miglioramento.

Elementi strutturali del mRNA e differenze tra Pfizer e Moderna

Gli elementi di cui è composto un mRNA prodotto in vitro, sono gli stessi di quelli presenti in un mRNA naturale, consistendo in: (i) un cappuccio sulla zona 5’; (ii) una zona UTR (untranslated region) sempre al 5’; (iii); la regione codificante; (iv) una regione 3’UTR nella zona del 3’ e (v) una coda poly-A (ossia una coda formata da più Adenine in sequenza). Su queste basi, i biologi ricercatori di Pfizer and BioNTech hanno sviluppato un vaccino a mRNA scientificamente chiamato BNT162b2, che ha come bersaglio la proteina Spike del virus SARS-CoV-2; similarmente hanno fatto i biologi di Moderna. La cosa fondamentale è che entrambi i vaccini producono una risposta anticorpale nell’uomo, attivando perciò non solo i linfociti T, ma anche i linfociti B. La suddetta risposta anticorpale si è verificata dopo 7 giorni dalla somministrazione della dose di richiamo, indicandone perciò la necessità. Negli studi di efficacia per valutare gli effetti protettivi del vaccino, BNT162b2 ha mostrato un’efficacia del 95.0% nei partecipanti che non avevano contratto precedentemente la malattia (con solo 8 casi di infezione tra le persone che avevano ricevuto il vaccino, contro i 162 casi tra persone che avevano ricevuto il placebo), e un’efficacia del 94.6% quando sono stati inclusi i partecipanti che con precedente infezione da COVID-19 (9 casi di infezione nel gruppo ricevente del vaccino contro i 169 nel gruppo placebo). Per ciò che concerne invece il vaccino di Moderna, ossia mRNA-1273, si è visto che i livelli di sicurezza e di efficacia erano similari tra adulti e persone giovani: in particolare, mRNA-1273 ha dato un’efficacia generale del 94.1% (11 casi di COVID-19 sono stati notati nel gruppo vaccino, contro i 185 del gruppo placebo). Di nota c’è sicuramente il fatto che nessuno dei riceventi del vaccino mRNA-1273 che ha successivamente contratto la malattia, ha sviluppato severi sintomi di infezione tali da necessitare il ricovero in TI (terapia intensiva); mentre dei pazienti che hanno ricevuto il placebo e successivamente contratto la malattia, 30 hanno mostrato sintomi tali per cui è stato necessario il ricovero ospedaliero. Di conseguenza, i vaccini di Pfizer e Moderna condividono molti passaggi, ma hanno anche delle differenze, tra cui le condizioni di conservazione (da -60° a -80° per Pfizer e da -15° a -25° per Moderna).

Conclusioni

In conclusione, la pandemia di COVID-19 ha portato alla rapida diffusione dei vaccini mRNA. Queste tecnologie sono state sviluppate attraverso anni di scrupoloso lavoro da parte di scienziati nel mondo accademico e industriale. La pandemia inoltre ha spianato la strada per la crescita e la risoluzione delle barriere di distribuzione vaccinale, che altrimenti avrebbero richiesto decenni. La terapia a RNA e la nanomedicina non saranno mai più le stesse e sono pronte per il loro momento di brillare. “L’età dell’Illuminismo” della nanoterapia e del RNA sta per cominciare e il campo è pronto per la transizione verso una vera e propria “rivoluzione industriale”.

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