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Vaccino contro SARS-CoV-2: a che punto siamo?

Dal 12 gennaio, giorno in cui la Cina ha pubblicato per la prima volta online la sequenza genetica del nuovo coronavirus, già sei aziende farmaceutiche sono approdate agli studi clinici di fase III, tra cui una società cinese, la CanSino Biologics, giunta all’approvazione di emergenza

Contenuti

La corsa per un vaccino contro SARS-CoV-2: gli sviluppi

27 i vaccini approdati alla fase II, di cui ben 6 alla fase III

I primi test sulla sicurezza del vaccino sull’uomo

Moderna e la sperimentazione del suo vaccino

BioNTech, Pfizer e Fosun Pharma e il vaccino contro l’mRNA virale

AstraZeneca e Università di Oxford: il vaccino basato su adenovirus di scimpanzé ChAdOx1

Murdoch e il vaccino Bacillus Calmette-Guerin

Sanofi e il suo vaccino a base di proteine virali con virus ingegnerizzati

Prosegue la corsa per un vaccino contro SARS-CoV-2 mentre la pandemia accelera con i suoi 19 milioni di contagi e 700 mila morti nel mondo. Un vaccino che se fosse disponibile andrebbe rivolto con massima priorità agli operatori sanitari e i soggetti alto rischio come gli anziani, i ricoverati nelle residenze sanitarie assistenziali e nelle altre strutture di lunga degenza, le persone con patologie croniche e invalidanti. Più di 165 vaccini sono stati sviluppati contro SARS-CoV-2 da gruppi di ricerca in aziende e università di tutto il mondo.

I ricercatori stanno sperimentando diverse tecnologie, alcune delle quali non erano mai state utilizzate in precedenza come vaccino autorizzato. Importanti gruppi farmaceutici hanno già iniziato ad iniettare formulazioni in volontari durante le prove di sicurezza e in larga scala in prove di efficacia, altri gruppi farmaceutici, test preclinici sugli animali.

Oltre il 70% di coloro che conducono attività di ricerca sui vaccini provengono da aziende industriali o privati. Allo stato attuale sono circa 27 i vaccini approdati almeno alla fase II, di cui ben 6 alla fase III. I vaccini in genere richiedono anni di ricerca prima di raggiungere la fase clinica, ma l’emergenza sanitaria globale ha richiesto un incremento degli sforzi per produrre un vaccino sicuro ed efficace entro i prossimi mesi. Come noto e documentato, i vaccini contro i vari virus respiratori possono indurre una risposta immunitaria eccessiva che, in caso di infezione, anziché prevenire la malattia la aggrava.

Relativamente ai coronavirus, in modelli animali questo immunopotenziamento si è già osservato con alcuni vaccini contro la SARS, e dal momenti che il nuovo agente virale è un suo omologo genetico (mostra oltre l’80 per cento di omologia di aminoacidi nel dominio della proteina spike di aggancio alle cellule), bisognerà accertarsi che il vaccino nei suoi confronti non causi lo stesso effetto, per cui la corsa per fronteggiare l’avanzamento epidemico dovrà porre attenzione massima al ricorso all’uso clinico, producendo solide prove di sicurezza.

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Anche le più avanzate tecnologie per arrivare al prodotto candidato, e la rapidità degli studi sugli animali, non possono abbreviare i tempi dei successivi studi umani, indispensabili per verificare la sicurezza e l’efficacia del vaccino. Un processo lungo, che richiede notevoli investimenti dal punto di vista economico.

Tutti i vaccini mirano a esporre il sistema immunitario ad un antigene che non causerà la malattia, ma provocherà una risposta tale da bloccare o uccidere il virus se e quando una persona viene infettata. I primi test sulla sicurezza del vaccino sull’uomo sono iniziati a marzo 2020, ma la strada da percorrere rimane incerta, dal momento che tra i tanti candidati alcuni falliranno e altri potrebbero concludersi senza risultati chiari.

Innanzitutto un vaccino prevede diverse tappe tra cui:

  • Test Preclinici: gli scienziati somministrano il prototipo vaccino ad animali come topi o scimmie per osservare se produce una risposta immunitaria.
  • Fase I: gli scienziati somministrano il prototipo vaccino a un piccolo numero di persone per testare la sicurezza e il dosaggio, nonché per confermare che stimoli il sistema immunitario.
  • Fase II: gli scienziati somministrano il prototipo vaccino a centinaia di persone divise in gruppi con determinati criteri, per vedere se agisce diversamente in essi. Questi studi testano ulteriormente la sicurezza del vaccino e la capacità di stimolare il sistema immunitario.
  • Fase III: gli scienziati somministrano il vaccino a migliaia di persone e attendono di vedere quanti si infettano, rispetto ai volontari che hanno ricevuto un placebo. Questi studi possono determinare se il vaccino protegge dal coronavirus. Nel mese di giugno, il F.D.A. ha affermato che un vaccino contro il coronavirus dovrebbe proteggere almeno il 50% delle persone vaccinate per essere considerato efficace.

Dopo queste fasi, gli enti regolatori di ciascun Paese esaminano i risultati della sperimentazione e decidono se approvare il vaccino o meno.

Durante una pandemia, un vaccino può ricevere l’autorizzazione all’uso di emergenza prima di ottenere l’approvazione formale. Tuttavia un altro modo per accelerare lo sviluppo del vaccino è combinare le fasi.

Alcuni vaccini contro il coronavirus sono ora in fase I – II, e vengono testati per la prima volta su centinaia di persone. Dal punto di vista invece delle strategie vaccinali, possono essere annoverati vaccini dal tradizionale uso basato su virus interi, attenuati affinché siano capaci di moltiplicarsi ma non causare la malattia, o di frammenti virali oppure inattivati, cioè uccisi con calore o trattamenti chimici, fino a tecniche innovative come i cosiddetti vaccini a DNA o RNA contenenti le istruzioni per far produrre alle cellule umane la proteina virale spike, evocando almeno in teoria, la risposta immunitaria desiderata. La maggior parte degli investimenti è diretta verso vaccini a vettore virale o basati su frammenti di proteine/gusci proteici che “imitano” il mantello esterno del coronavirus.

Ad esempio un virus come il morbillo o l’adenovirus vengono geneticamente modificati in modo da poter produrre le proteine ​​del coronavirus nell’organismo. Di questi virus indeboliti ne esistono di due tipi: quelli che possono ancora replicarsi all’interno delle cellule e quelli che non possono perché i geni chiave sono stati disabilitati. In prima linea per l’approccio innovativo c’è l’azienda statunitense Moderna, che ha prodotto in tempi brevissimi il primo RNA candidato vaccino, tecnica che per quanto risalente agli anni novanta ha ancora lo svantaggio di non aver mai prodotto risultati definitivi sull’uomo.

L’organismo in questo modo dal DNA deve sintetizzare l’mRNA e poi la proteina, che a sua volta dev’essere presentata in modo efficace alle cellule immunitarie, e come si può immaginare, iniettare direttamente la proteina già organizzata e con il giusto adiuvante, è impresa ardua. Con le ultime innovazioni biotecnologiche, i risultati sugli esseri umani sono sempre più raggiungibili e quello per Covid-19 potrebbe essere il primo vaccino ottenuto tramite questa strategia, tuttavia sia la complessità sia i costi e i problemi legati ai brevetti potrebbero rendere difficile l’accesso ai vaccini da parte dei Paesi meno ricchi. In collaborazione con il National Institutes of Health, Moderna dopo aver condotto uno studio di Fase II ha lanciato una sperimentazione di Fase III il 27 luglio.

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La sperimentazione arruolerà 30.000 persone sane in circa 89 siti negli Stati Uniti. Il governo ha finanziato gli sforzi di Moderna con quasi 1 miliardo di dollari. La società tedesca BioNTech invece, ha avviato collaborazioni con Pfizer, con sede a New York, e il produttore di farmaci cinese Fosun Pharma per sviluppare il loro vaccino contro l’mRNA virale. A luglio, sono stati pubblicati i risultati preliminari dei loro studi di Fase I – II negli Stati Uniti e in Germania evidenziando nei volontari anticorpi contro SARS-CoV-2, nonché cellule immunitarie T che rispondono al virus.

Alcuni volontari hanno manifestato effetti collaterali moderati come disturbi del sonno e dolori alle braccia. Il 27 luglio, le aziende hanno annunciato il lancio di un trial di Fase II – III con 30.000 volontari negli Stati Uniti e in altri paesi tra cui Argentina, Brasile e Germania. L’amministrazione Trump ha stipulato un contratto da 1,9 miliardi di dollari per 100 milioni di dosi da consegnare entro dicembre e l’opzione per acquisire altre 500 milioni di dosi. Nel frattempo, il Giappone ha stretto un accordo per 120 milioni di dosi. Se approvato, Pfizer ha dichiarato di prevedere la produzione di oltre 1,3 miliardi di dosi in tutto il mondo entro la fine del 2021.

Un vaccino in via di sviluppo da parte della società svedese-britannica AstraZeneca e dell’Università di Oxford si basa su un adenovirus di scimpanzé chiamato ChAdOx1. Uno studio sulle scimmie ha scoperto che il vaccino forniva loro protezione. A maggio, gli Stati Uniti hanno assegnato un sostegno al progetto di 1,2 miliardi di dollari.

Lo studio di fase I – II ha riportato che il vaccino non causa effetti collaterali gravi. Il vaccino è attualmente in fase di sperimentazione II-III in Inghilterra e India, nonché in studi di fase III in Brasile e Sud Africa. Il progetto potrebbe fornire vaccini approvati in condizioni di emergenza entro ottobre. AstraZeneca ha dichiarato che la loro capacità produttiva totale per il vaccino, se approvata, ammonta a due miliardi di dosi.

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Il Serum Institute indiano ha già prodotto milioni di dosi da utilizzare nelle sperimentazioni. Dopo aver testato le fasi di sicurezza e di prima efficacia la società cinese Sinopharm ha avviato gli studi di Fase III a luglio negli Emirati Arabi Uniti. Il ministro della salute di Abu Dhabi è stato il primo volontario a essere stato sottoposto alla vaccinazione e 15.000 persone sono entrate a far parte del programma di arruolamento. A luglio, il presidente di Sinopharm ha dichiarato ai media statali cinesi che il vaccino potrebbe essere pronto per l’uso pubblico entro la fine dell’anno. La società cinese privata Sinovac Biotech sta testando un vaccino inattivato chiamato CoronaVac. A giugno la società ha annunciato che gli studi di fase I – II su 743 volontari non hanno riscontrato effetti avversi gravi e hanno prodotto una risposta immunitaria.

Sinovac ha quindi avviato un processo di fase III in Brasile a luglio. La società sta inoltre costruendo una struttura per produrre fino a 100 milioni di dosi all’anno. Il vaccino Bacillus Calmette-Guerin, sviluppato a inizio Novecento come protezione contro la tubercolosi è ora studiato dall’Istituto di ricerca per bambini Murdoch in Australia in uno studio di fase III anche se sono in corso numerosi altri studi per vedere se tale vaccino protegga parzialmente dal coronavirus. Tra i progetti degni di nota, attualmente in fase preclinica la società farmaceutica francese Sanofi che sta sviluppando un vaccino contro l’mRNA virale in collaborazione con Translate Bio; la società svizzera Novartis con un vaccino sviluppato dal Massachusetts Eye and Ear Hospital che consiste in un virus adeno-associato che rilascia frammenti del gene del coronavirus nelle cellule; il vaccino di Vaxart, una compressa orale contenente un adenovirus; un vaccino in via di sviluppo dell’Università di Pittsburgh, chiamato PittCoVacc, consistente in un cerotto con 400 piccoli aghi fatti di materiale zuccherino che posizionati sulla pelle si dissolvono e rilasciano proteine ​​virali nel corpo.

Oltre al vaccino contro l’mRNA, Sanofi sta sviluppando un vaccino a base di proteine ​​virali con virus ingegnerizzati che crescono all’interno delle cellule degli insetti. La GSK integrerà queste proteine ​​con adiuvanti che stimolano il sistema immunitario.

Le aziende prevedono di entrare in studi clinici a settembre. A luglio hanno raggiunto due importanti accordi per la fornitura del vaccino l’anno prossimo e hanno raggiunto un accordo con il governo britannico per fornire fino a 60 milioni di dosi in caso di successo.

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Nel frattempo, gli Stati Uniti daranno alle aziende 2,1 miliardi di dollari per 100 milioni di dosi. Sanofi ha affermato che potrebbe potenzialmente produrre almeno 600 milioni di dosi all’anno. Il 30 giugno, la società americana Inovio ha annunciato di avere dati intermedi di Fase I sul loro vaccino a base di DNA. Non hanno riscontrato effetti avversi gravi e hanno misurato una risposta immunitaria in 34 volontari su 36. In programma l’inizio della Fase II / III quest’estate. Tra quelli in fase II, i ricercatori dell’Imperial College di Londra che hanno sviluppato un vaccino RNA “auto-amplificante” il quale aumenta la produzione di una proteina virale per stimolare il sistema immunitario.

Gli li studi di Fase I – II sono iniziati il 15 giugno e vi è una collaborazione con Morningside Ventures per produrre e distribuire il vaccino attraverso una nuova società chiamata VacEquity Global Health. I ricercatori aspettano di sapere se il vaccino è efficace entro la fine dell’anno. Un decennio fa, i ricercatori del Beth Israel Deaconess Medical Center di Boston hanno sviluppato un metodo per produrre vaccini da un virus chiamato Adenovirus 26, o Ad26. Johnson & Johnson ha sviluppato vaccini per l’Ebola e altre malattie tramite Ad26 e ora ne ha prodotto uno per il coronavirus.

A marzo il gruppo ha ricevuto 456 milioni di dollari dal governo degli Stati Uniti per sostenere la produzione. Johnson & Johnson ha avviato le prove di Fase I-II a luglio e sta pianificando le prove di Fase III a settembre. Se il loro vaccino viene approvato, si prevedono un miliardo di dosi nel 2021. Infine, nel mese di maggio, sono stati pubblicati risultati promettenti da uno studio di sicurezza di fase I e a luglio studi di fase II hanno dimostrato che il vaccino ha prodotto una efficace risposta immunitaria. Si tratta della società cinese CanSino Biologics che in collaborazione con l’Istituto di biologia presso l’Accademia di scienze mediche militari del paese sta lavorando ad un vaccino basato su un adenovirus chiamato Ad5.

Quel che sorprende è che con una mossa senza precedenti, il 25 giugno l’esercito cinese ha approvato il vaccino CanSino per un anno, in condizioni di approvazione per emergenza, come “farmaco particolarmente necessario”, non fornendo però nessuna notizia in merito all’obbligo vaccinale rivolto al personale militare.

Non è chiaro quando questa pandemia arresterà la propria corsa, ma la strada verso la formulazione di un vaccino efficace e sicuro, utilizzabile pubblicamente entro i prossimi 2 anni sembra avere numerose possibilità.

Laureato in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche presso l'Università degli Studi di Napoli Federico II con una tesi sulla progettazione di biosensori molecolari basati sul silicio poroso nanostrutturato e G-Quadruplex, fondatore e amministratore dal 2012 della pagina FB "Chimica Farmaceutica in pillole", è tra gli autori dell'ebook "Chimica Farmaceutica: Farmaci Sistemici - Lezioni del prof. Ettore Novellino" edito da FedOA press. Appassionato da sempre di Scienze, nutre diversi interessi tra i quali l'Astronomia.