Per decenni, i ricercatori di vaccini sono stati incantati e frustrati con la promessa di RNA messaggero. I piccoli frammenti di codice genetico sono essenziali nel raccontare le cellule per costruire proteine, una parte fondamentale della fisiologia umana — e la chiave per scatenare il sistema immunitario.
Ma sono stati difficili da domare, almeno fino a quando il coronavirus non ha stimolato una corsa globale per creare un vaccino.
Ora, sia Pfizer che Moderna stanno testando i loro vaccini candidati separati che utilizzano RNA messaggero, o mRNA, per innescare il sistema immunitario per produrre anticorpi protettivi senza utilizzare bit effettivi del virus. Se i vaccini sperimentali coronavirus vincere l’approvazione da parte della Food and Drug Administration, saranno i primi vaccini autorizzati che utilizzano mRNA – uno sviluppo che non solo invertire la rotta in questa pandemia, ma potrebbe anche sbloccare una linea completamente nuova di vaccini contro una varietà di virus.
I due vaccini sperimentali presentano alcune differenze chiave che probabilmente influenzeranno a chi vengono somministrati e come vengono distribuiti. Ma gli esperti dicono promettenti primi risultati da entrambi i campi potrebbe essere una manna per la tecnologia, che aveva fatto progressi nel corso di quasi tre decenni, ma è stato a lungo pensato per essere qualcosa di un sogno irrealizzabile.
“Questa era una piattaforma nuova di zecca”, ha detto il Dr. Carlos del Rio, executive associate dean della Emory University School of Medicine di Atlanta. “C’erano molte persone che erano scettiche sul fatto che un vaccino mRNA avrebbe funzionato. Scientificamente, ha senso, ma non c’è nessun vaccino mRNA là fuori che sia stato ancora approvato.”
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Nov. 10, 202002:41
La scorsa settimana, Pfizer ha rilasciato risultati preliminari che hanno dimostrato che il suo candidato al vaccino è più del 90% efficace nel prevenire il Covid-19 sintomatico. Lunedì, Moderna ha aggiunto alle notizie incoraggianti, con i primi risultati del suo studio di fase 3 che mostra che il suo vaccino sperimentale è efficace al 94,5% nel prevenire la malattia. Vedere risultati così consistenti in questa fase delle prove è un buon segno, ha detto del Rio.
“Questo mi fa sentire come, ‘gee, Pfizer non era un colpo di fortuna’”, ha detto. “Questo è per davvero. Sta funzionando davvero.”
Sebbene rassicuranti, i risultati sono ancora preliminari — i risultati completi dello studio non sono ancora stati pubblicati in una rivista peer-reviewed per altri scienziati da esaminare — e non è ancora noto per quanto tempo i vaccini potrebbero offrire protezione, o se si esibiranno bene in tutte le fasce d’età ed etnie.
Una delle principali differenze tra i due candidati al vaccino è il modo in cui vengono conservati. Entrambi richiedono due dosi, ma il vaccino di Pfizer deve essere conservato a temperature di meno 94 gradi Fahrenheit o più fredde, il che ha sollevato preoccupazioni pratiche su come potrebbero essere spediti e diffusi. Il vaccino di Moderna non richiede stoccaggio ultracold e può rimanere stabile a livelli di refrigerazione regolari – tra circa 36 a 46 gradi Fahrenheit-per 30 giorni.
Questa distinzione è probabilmente dovuta al modo in cui l’mRNA sintetico dei vaccini, o RNA messaggero, viene confezionato, secondo Paula Cannon, professore associato di microbiologia presso la Keck School of Medicine della University of Southern California. Da solo, l’mRNA è una molecola fragile, il che significa che deve essere rivestito in una copertura protettiva e grassa per mantenerlo stabile.
Le condizioni di refrigerazione possono avere a che fare con il modo in cui l’mRNA è stato fabbricato e stabilizzato, Cannon ha detto, anche se quei dettagli precisi sono di proprietà delle aziende.
Dott. Drew Weissman, professore di medicina presso la University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, è stato uno dei primi pionieri nella ricerca sui vaccini mRNA e ora sta collaborando con BioNTech, una società biotecnologica tedesca che ha collaborato con Pfizer. Ha detto che il lavoro è in corso per migliorare il vaccino sperimentale – compresi i miglioramenti ai suoi requisiti di stoccaggio.
“Ci sono sicuramente miglioramenti che sono già in fase di sviluppo”, ha detto.
Sia il vaccino Pfizer che il vaccino Moderna sono realizzati con RNA messaggero sintetico. A differenza del DNA, che trasporta informazioni genetiche per ogni cellula del corpo umano, l’RNA messaggero dirige la produzione di proteine del corpo in modo molto più mirato.
“Quando un particolare gene ha bisogno di fare il suo lavoro, fa una copia di se stesso, che si chiama RNA messaggero”, ha detto Cannon. “Se il DNA è il grande manuale di istruzioni per la cellula, allora l’RNA messaggero è come quando fotocopi una sola pagina di cui hai bisogno e la porti nel tuo laboratorio.”
Il vaccino Pfizer e il vaccino Moderna utilizzano mRNA sintetico che contiene informazioni sulla proteina spike della firma del coronavirus. I vaccini funzionano essenzialmente furtivamente nelle istruzioni che dirigono il corpo a produrre una piccola quantità di proteine spike. Una volta che il sistema immunitario rileva questa proteina, il corpo inizia successivamente a produrre anticorpi protettivi.
” Quegli anticorpi funzioneranno non solo contro il po ‘di proteina di picco che è stata fatta dopo la vaccinazione, ma riconosceranno e impediranno al coronavirus di entrare nelle nostre cellule se saremo esposti in futuro”, ha detto Cannon. “È davvero un trucco intelligente.”
Ma un meccanismo elegante come questo è in teoria, i vaccini mRNA hanno affrontato sfide biologiche reali da quando sono stati sviluppati per la prima volta negli 1990. Nei primi studi sugli animali, ad esempio, i vaccini hanno causato un’infiammazione preoccupante.
“Questa è diventata una delle grandi domande: Come si ottiene questo all’interno del corpo senza creare una risposta infiammatoria?”ha dichiarato Norman Baylor, presidente e CEO di Biologics Consulting e l’ex direttore dell’Ufficio di ricerca e revisione dei vaccini della FDA.
Anche se nessuna delle due società ha segnalato alcun serio problema di sicurezza finora, gli scienziati continueranno a monitorare i partecipanti in entrambi gli studi nel tempo.
“C’è sempre una preoccupazione quando stai cercando di ingannare il sistema immunitario — che è ciò che fa un vaccino — che potresti avere effetti collaterali indesiderati”, ha detto Cannon. “Il sistema immunitario è incredibilmente complicato ed è diverso da persona a persona.”
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I vaccini non contengono alcuna parte del virus, quindi i destinatari non possono essere infettati dagli scatti.
“Sono le istruzioni per una sola parte del virus, che di per sé non può fare nulla”, ha detto Cannon. “Sarebbe come dare a qualcuno una ruota e dire:’ Ecco una macchina.'”
Tuttavia, i vaccini mRNA non sono mai stati ampiamente distribuiti prima, il che significa che probabilmente ci sarà un ulteriore controllo. E mentre i primi risultati sia da Pfizer e Moderna hanno superato le aspettative, alcune importanti domande rimangono ancora, tra cui come i vaccini eseguire attraverso diversi dati demografici, e per quanto tempo sono efficaci, secondo Baylor.
“Quello che mi piacerebbe vedere — e non lo sapremo fino a quando non sarà passato del tempo — è quanto dura questa protezione”, ha detto.
Se i buoni risultati reggono, tuttavia, potrebbe aprire la porta ad altri vaccini mRNA nel prossimo futuro, Baylor ha aggiunto.
Weissman, il cui laboratorio presso l’Università della Pennsylvania ha dimostrato 15 anni fa che l’mRNA potrebbe essere utilizzato in questo modo, ha detto che prima della pandemia, lui ei suoi colleghi avevano lavorato per lanciare studi clinici di fase 1 di vaccini mRNA per l’herpes genitale, l’influenza, l’HIV e il norovirus.
Si pensa che la tecnologia alla base dei vaccini mRNA sia più versatile rispetto ai metodi tradizionali di sviluppo del vaccino, il che significa che possono essere fabbricati più velocemente e in modo più economico rispetto ad altri che richiedono l’uso di batteri o lieviti per produrre e purificare la proteina spike del coronavirus.
“Con un vaccino mRNA, ti siedi al tuo computer e disegni come sarà quel pezzo di RNA, e poi hai una macchina che può fare quell’RNA per te relativamente facilmente”, ha detto Cannon. “In qualche modo, siamo fortunati nel 2020 che questa tecnologia molto potente fosse pronta per il prime time, perché potrebbe essere un vantaggio davvero grande.”