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Subito dopo la prima comparsa del nuovo coronavirus (SARS-CoV-2) che causa il COVID-19, gli scienziati hanno iniziato a lavorare per sviluppare vaccini per prevenire la diffusione dell'infezione e porre fine alla pandemia. Questo è stato un compito enorme, perché inizialmente si sapeva poco del virus e all'inizio non era nemmeno chiaro se un vaccino sarebbe stato possibile.
Da quel momento, i ricercatori hanno fatto passi avanti senza precedenti, progettando più vaccini che alla fine potrebbero essere utilizzati in un lasso di tempo molto più rapido di quanto non sia mai stato fatto per qualsiasi vaccino precedente. Molti team commerciali e non commerciali in tutto il mondo hanno utilizzato metodi sovrapposti e diversi per affrontare il problema.
Processo generale di sviluppo del vaccino
Lo sviluppo del vaccino procede con un'attenta serie di passaggi, per assicurarsi che il prodotto finale sia sicuro ed efficace. Prima viene la fase della ricerca di base e degli studi preclinici sugli animali. Successivamente, i vaccini entrano in piccoli studi di Fase 1, con un focus sulla sicurezza, e poi in studi di Fase 2 più ampi, con un focus sull'efficacia.
Poi vengono gli studi di fase 3 molto più ampi, che studiano decine di migliaia di pazienti sia per l'efficacia che per la sicurezza. Se le cose sembrano ancora buone a quel punto, un vaccino può essere presentato alla Food and Drug Administration (FDA) per la revisione e il potenziale rilascio.
Nel caso di COVID-19, il CDC rilascia prima i vaccini qualificanti con uno stato di autorizzazione per l'uso di emergenza specializzato (EUA). Ciò significa che saranno disponibili per alcuni membri del pubblico anche se non hanno ricevuto lo studio approfondito richiesto per un'approvazione standard della FDA.
Anche dopo il rilascio di vaccini con autorizzazione all'uso di emergenza, la FDA ei Centers for Disease Control and Prevention (CDC) continueranno a monitorare eventuali problemi di sicurezza imprevisti.
Vaccini COVID-19: tieniti aggiornato su quali vaccini sono disponibili, chi può ottenerli e quanto sono sicuri.
Aggiornamento del vaccino COVID-19
Un vaccino COVID-19 sviluppato da Pfizer e BioNTech ha ottenuto un'autorizzazione per l'uso di emergenza l'11 dicembre 2020, sulla base dei dati delle prove di fase 3. Entro una settimana, un vaccino sponsorizzato da Moderna ha ricevuto una EUA dalla FDA basata su dati di efficacia e sicurezza nei loro studi di fase 3.
Il vaccino COVID-19 di Johnson & Johnson della sua azienda farmaceutica Janssen è in fase di sperimentazione 3 e ha presentato domanda di EUA il 4 febbraio. La FDA ha una riunione programmata per discuterne il 26 febbraio.
AstraZeneca ha anche rilasciato informazioni preliminari sui suoi studi di fase 3, ma non ha ancora presentato domanda di EUA dalla FDA.
A partire da febbraio 2021, oltre 70 diversi vaccini in tutto il mondo sono passati alla sperimentazione clinica su esseri umani e ancora più vaccini sono ancora nella fase preclinica di sviluppo (negli studi sugli animali e in altre ricerche di laboratorio).
Negli Stati Uniti, anche un altro candidato vaccino COVID-19 di Novavax è in fase di sperimentazione 3. Circa una dozzina di altri studi di fase 3 sono in corso in tutto il mondo. Se dimostrano efficacia e sicurezza, alla fine potrebbero essere rilasciati più vaccini in fase di sviluppo.
Anche se i vaccini COVID-19 sono stati rilasciati dalla FDA, non tutti saranno in grado di ottenere un vaccino immediatamente, perché non ce ne sarà abbastanza. La priorità andrà a determinate persone, come le persone che lavorano nel settore sanitario, i residenti di strutture di assistenza a lungo termine, i lavoratori in prima linea e gli adulti dai 65 anni in su.
Man mano che più vaccini saranno disponibili e sempre più informazioni sulla sicurezza e l'efficacia diventeranno note, più persone saranno in grado di ottenere questi vaccini.
Come funzionano generalmente i vaccini?
Tutti i vaccini progettati per colpire la nuova malattia da coronavirus condividono alcune somiglianze. Tutti sono fatti per aiutare le persone a sviluppare l'immunità al virus che causa i sintomi di COVID-19. In questo modo, se una persona è esposta al virus in futuro, avrà una possibilità notevolmente ridotta di ammalarsi.
Attivazione del sistema immunitario
Per progettare vaccini efficaci, i ricercatori sfruttano i poteri naturali del sistema immunitario del corpo. Il sistema immunitario è una serie complessa di cellule e sistemi che lavorano per identificare ed eliminare gli organismi infettivi (come i virus) nel corpo.
Lo fa in molti modi diversi e complessi, ma cellule immunitarie specifiche chiamate cellule T e cellule B svolgono un ruolo importante. I linfociti T identificano proteine specifiche sul virus, le legano e alla fine uccidono il virus. Le cellule B svolgono ruoli critici nella produzione di anticorpi, piccole proteine che neutralizzano anche il virus e aiutano a garantire che venga distrutto.
Se il corpo sta riscontrando un nuovo tipo di infezione, ci vuole un po 'prima che queste cellule imparino a identificare il loro bersaglio. Questa è una delle ragioni per cui ti ci vuole un po 'per migliorare dopo esserti ammalato.
Anche i linfociti T e i linfociti B svolgono entrambi un ruolo importante nell'immunità protettiva a lungo termine. Dopo un'infezione, alcuni linfociti T e B di lunga durata diventano pronti a riconoscere immediatamente proteine specifiche sul virus.
Questa volta, se vedono queste stesse proteine virali, si mettono subito all'opera. Uccidono il virus e interrompono la reinfezione prima che tu abbia la possibilità di ammalarti. Oppure, in alcuni casi, potresti ammalarti un po ', ma non così male come la prima volta che sei stato infettato.
Attivazione dell'immunità a lungo termine da parte dei vaccini
I vaccini, come quelli progettati per prevenire COVID-19, aiutano il tuo corpo a sviluppare un'immunità protettiva a lungo termine senza dover prima affrontare un'infezione attiva. Il vaccino espone il tuo sistema immunitario a qualcosa che lo aiuta a sviluppare queste speciali cellule T e cellule B in grado di riconoscere e colpire il virus, in questo caso il virus che causa COVID-19.
In questo modo, se sei esposto al virus in futuro, queste cellule prenderanno immediatamente di mira il virus. Per questo motivo, è molto meno probabile che tu abbia sintomi gravi di COVID-19 e potresti non avere alcun sintomo. Questi vaccini COVID-19 differiscono nel modo in cui interagiscono con il sistema immunitario per ottenere questa immunità protettiva.
I vaccini in fase di sviluppo per COVID-19 possono essere suddivisi in due categorie generali:
- Vaccini classici: includono vaccini con virus vivi (indeboliti), vaccini con virus inattivati e vaccini a subunità a base di proteine.
- Piattaforme di vaccini di nuova generazione: includono vaccini a base di acido nucleico (come quelli a base di mRNA) e vaccini a vettori virali.
I metodi classici dei vaccini sono stati utilizzati per produrre quasi tutti i vaccini per esseri umani attualmente sul mercato. Dei cinque vaccini COVID-19 che hanno iniziato le sperimentazioni di fase 3 negli Stati Uniti a partire da dicembre 2020, tutti tranne uno si basano su questi metodi più recenti.
Vaccini virali vivi (indeboliti)
Questi vaccini sono di tipo classico.
Come sono fatti
Un vaccino con virus vivo utilizza un virus ancora attivo e vivo per provocare una risposta immunitaria. Tuttavia, il virus è stato alterato e gravemente indebolito in modo da causare pochi o nessun sintomo. Un esempio di vaccino virale vivo e indebolito che molte persone conoscono è il vaccino contro morbillo, parotite e rosolia (MMR), somministrato durante l'infanzia.
Vantaggi e svantaggi
Poiché hanno ancora virus vivi, questi tipi di vaccini richiedono test di sicurezza più estesi e possono avere maggiori probabilità di causare eventi avversi significativi rispetto a quelli prodotti con altri metodi.
Tali vaccini potrebbero non essere sicuri per le persone che hanno un sistema immunitario compromesso, a causa dell'assunzione di determinati farmaci o perché hanno determinate condizioni mediche, e necessitano anche di un'attenta conservazione per rimanere vitali.
Tuttavia, un vantaggio dei vaccini con virus vivi è che tendono a provocare una risposta immunitaria molto forte che dura a lungo. È più facile progettare un vaccino one-shot utilizzando un vaccino a virus vivo che con altri tipi di vaccino.
È anche meno probabile che questi vaccini richiedano l'uso di un adiuvante aggiuntivo, un agente che migliora la risposta immunitaria (ma che può anche avere il proprio rischio di effetti collaterali).
Vaccini virali inattivati
Anche questi sono vaccini classici.
Come sono fatti
I vaccini inattivati sono stati uno dei primi tipi di vaccini generici ad essere creati, sono prodotti uccidendo il virus (o un altro tipo di agente patogeno, come un batterio). Poi, i morti,inattivatoil virus viene iniettato nel corpo.
Poiché il virus è morto, non può davvero infettarti, anche se sei qualcuno che ha un problema di fondo con il tuo sistema immunitario. Ma il sistema immunitario viene comunque attivato e innesca la memoria immunologica a lungo termine che ti aiuta a proteggerti se sei mai esposto in futuro. Un esempio di vaccino inattivato negli Stati Uniti è quello utilizzato contro il virus della poliomielite.
Vantaggi e svantaggi
I vaccini che utilizzano virus inattivati di solito richiedono dosi multiple. Possono anche non provocare una risposta così forte come un vaccino vivo e potrebbero richiedere dosi di richiamo ripetute nel tempo. Sono anche più sicuri e più stabili con cui lavorare rispetto ai vaccini con virus vivi.
Tuttavia, lavorare con vaccini virali inattivati e vaccini virali indeboliti richiede protocolli di sicurezza specializzati. Ma entrambi hanno percorsi consolidati per lo sviluppo e la produzione del prodotto.
Vaccini COVID-19 in fase di sviluppo
Nessun vaccino in fase di sperimentazione clinica negli Stati Uniti utilizza approcci con virus vivi o virus inattivati. Tuttavia, ci sono diversi studi di Fase 3 in corso all'estero (in Cina e in India) che stanno sviluppando approcci di vaccini con virus inattivati, e almeno un vaccino è in fase di sviluppo utilizzando un metodo di vaccino vivo.
Vaccini a subunità a base di proteine
Anche questi sono un tipo classico di vaccino, sebbene ci siano state alcune innovazioni più recenti all'interno di questa categoria.
Come sono fatti
Invece di utilizzare virus inattivati o indeboliti, questi vaccini utilizzano apartedi un agente patogeno per indurre una risposta immunitaria.
Gli scienziati selezionano con attenzione una piccola parte del virus che meglio farà funzionare il sistema immunitario. Per COVID-19, questo significa una proteina o un gruppo di proteine. Esistono molti tipi diversi di vaccini a subunità, ma tutti utilizzano lo stesso principio.
A volte una proteina specifica, che si ritiene sia un buon innesco per il sistema immunitario, viene purificata dal virus vivo. Altre volte, gli scienziati sintetizzano la proteina da soli (in una che è quasi identica a una proteina virale).
Questa proteina sintetizzata in laboratorio è chiamata proteina "ricombinante". Ad esempio, il vaccino contro l'epatite B è costituito da questo tipo di vaccino della subunità proteica specifico.
Potresti anche sentire parlare di altri tipi specifici di vaccini a subunità proteica come quelli basati su particelle simili a virus (VLP). Questi includono più proteine strutturali del virus, ma nessuno del materiale genetico del virus. Un esempio di questo tipo di vaccino è quello utilizzato per prevenire il papillomavirus umano (HPV).
Per COVID-19, quasi tutti i vaccini prendono di mira una specifica proteina virale chiamata proteina spike, una che sembra innescare una forte risposta immunitaria. Quando il sistema immunitario incontra la proteina spike, risponde come se fosse vedendo il virus stesso.
Questi vaccini non possono causare alcuna infezione attiva, perché contengono solo una proteina virale o un gruppo di proteine, non l'intero meccanismo virale necessario affinché un virus si replichi.
Le diverse versioni del vaccino antinfluenzale forniscono un buon esempio dei diversi tipi di vaccini classici disponibili. Sono disponibili versioni realizzate da virus vivi e virus inattivati. Inoltre, sono disponibili versioni di subunità proteiche del vaccino, sia quelle a base di proteine purificate che quelle a base di proteine ricombinanti.
Tutti questi vaccini antinfluenzali hanno proprietà leggermente diverse in termini di efficacia, sicurezza, via di somministrazione e requisiti per la produzione.
Vantaggi e svantaggi
Uno dei vantaggi dei vaccini a subunità proteica è che tendono a causare meno effetti collaterali rispetto a quelli che utilizzano il virus intero (come nei vaccini con virus indeboliti o inattivati).
Ad esempio, i primi vaccini prodotti contro la pertosse negli anni '40 utilizzavano batteri inattivati. Successivamente i vaccini contro la pertosse hanno utilizzato un approccio a subunità ed erano molto meno propensi a causare effetti collaterali significativi.
Un altro vantaggio dei vaccini a subunità proteica è che esistono da più tempo rispetto alle nuove tecnologie vaccinali. Ciò significa che la loro sicurezza è complessivamente stabilita meglio.
Tuttavia, i vaccini a subunità proteica richiedono l'uso di adiuvanti per potenziare la risposta immunitaria, che può avere i suoi potenziali effetti negativi e la loro immunità potrebbe non essere così duratura rispetto ai vaccini che utilizzano l'intero virus. Inoltre, potrebbero richiedere più tempo per svilupparsi rispetto ai vaccini che utilizzano tecnologie più recenti.
Vaccini in fase di sviluppo per COVID-19
Il vaccino Novavax COVID-19 è un tipo di vaccino a subunità (costituito da una proteina ricombinante) che ha iniziato gli studi clinici di fase 3 negli Stati Uniti nel dicembre 2020. Altri potrebbero entrare negli studi di fase 3 nel 2021.
Vaccini a base di acido nucleico
Le nuove tecnologie dei vaccini sono costruite attorno agli acidi nucleici: DNA e mRNA. Il DNA è il materiale genetico che erediti dai tuoi genitori e l'mRNA è una sorta di copia di quel materiale genetico che viene utilizzato dalla tua cellula per produrre proteine.
Come sono fatti
Questi vaccini utilizzano una piccola sezione di mRNA o DNA sintetizzato in laboratorio per innescare una risposta immunitaria.Questo materiale genetico contiene il codice per la specifica proteina virale necessaria (in questo caso, la proteina spike COVID-19).
Il materiale genetico entra nelle cellule del corpo stesso (utilizzando molecole trasportatrici specifiche che fanno anche parte del vaccino). Quindi le cellule della persona utilizzano queste informazioni genetiche per produrre la proteina reale.
Questo approccio sembra molto più spaventoso di quanto non sia. Le tue cellule verranno utilizzate per produrre un tipo di proteina normalmente prodotta dal virus. Ma un virus ha bisogno di molto di più per funzionare. Non c'è possibilità di essere infettati e ammalarsi.
Alcune delle tue cellule produrranno solo una piccola proteina spike COVID-19 (oltre alle molte altre proteine di cui il tuo corpo ha bisogno quotidianamente). Ciò attiverà il tuo sistema immunitario per iniziare a formare una risposta immunitaria protettiva.
Vantaggi e svantaggi
I vaccini a DNA e mRNA possono produrre vaccini molto stabili che sono molto sicuri da maneggiare per i produttori. Hanno anche il buon potenziale per creare vaccini molto sicuri che danno anche una risposta immunitaria forte e duratura.
Rispetto ai vaccini a DNA, i vaccini a mRNA possono avere un profilo di sicurezza ancora maggiore. Con i vaccini a DNA, esiste la possibilità teorica che parte del DNA possa inserirsi nel DNA della persona. Questo di solito non sarebbe un problema, ma in alcuni casi esiste il rischio teorico di una mutazione che potrebbe portare al cancro o ad altri problemi di salute. Tuttavia, i vaccini a base di mRNA non rappresentano questo rischio teorico.
In termini di produzione, poiché si tratta di tecnologie più recenti, alcune parti del mondo potrebbero non essere in grado di produrre questi vaccini. Tuttavia, nei luoghi in cui sono disponibili, queste tecnologie hanno la capacità di produrre vaccini molto più rapidamente rispetto ai metodi precedenti.
È in parte dovuto alla disponibilità di queste tecniche che gli scienziati hanno sperato nella produzione di un vaccino COVID-19 di successo molto più rapidamente di quanto non sia stato fatto in passato.
Vaccini in fase di sviluppo per COVID-19
I ricercatori sono interessati da molti anni ai vaccini basati sul DNA e sull'mRNA. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno lavorato su molti diversi vaccini a base di mRNA per malattie infettive come HIV, rabbia, Zika e influenza.
Tuttavia, nessuno di questi altri vaccini ha raggiunto la fase di sviluppo che ha portato all'approvazione ufficiale da parte della FDA per l'uso negli esseri umani. Lo stesso vale per i vaccini a base di DNA, sebbene alcuni di questi siano stati approvati per usi veterinari.
Entrambi i vaccini Pfizer e Moderna COVID-19 sono vaccini a base di mRNA e molti altri vaccini a base di DNA e mRNA sono attualmente in fase di sperimentazione clinica in tutto il mondo.
Vaccini virali vettoriali
I vaccini virali vettoriali hanno molte somiglianze con questi vaccini basati su mRNA o DNA. Usano solo una modalità diversa per portare il materiale genetico virale nelle cellule di una persona.
I vaccini virali vettoriali utilizzano parte di adiversovirus, uno che è stato geneticamente modificato per non essere infettivo. I virus sono particolarmente bravi a penetrare nelle cellule.
Con l'aiuto di un fileinattivatovirus (come un adenovirus) il materiale genetico specifico che codifica per la proteina spike COVID-19 viene introdotto nelle cellule. Proprio come per altri tipi di vaccini a mRNA e DNA, la cellula stessa produce la proteina che attiverà la risposta immunitaria.
Da un punto di vista tecnico, questi vaccini possono essere separati in vettori virali che possono continuare a fare copie di se stessi nel corpo (vettori virali replicanti) e quelli che non possono (vettori virali non replicanti). Ma il principio è lo stesso in entrambi i casi.
Proprio come altri tipi di vaccini a base di acido nucleico, non è possibile ottenere lo stesso COVID-19 dall'ottenere un tale vaccino. Il codice genetico contiene solo informazioni per produrre una singola proteina COVID-19, una per stimolare il tuo sistema immunitario ma che non ti farà ammalare.
Vantaggi e svantaggi
I ricercatori hanno un po 'più di esperienza con i vaccini a vettori virali rispetto ai nuovi approcci come quelli basati sull'mRNA. Ad esempio, questo metodo è stato utilizzato in modo sicuro per un vaccino per l'Ebola ed è stato sottoposto a studio per vaccini per altri virus come l'HIV. Tuttavia, attualmente non è autorizzato per alcuna domanda per esseri umani negli Stati Uniti.
Un vantaggio di questo metodo è che può essere più facile produrre un metodo a iniezione singola per l'immunizzazione rispetto ad altre nuove tecnologie di vaccino. Rispetto ad altre nuove tecniche di vaccinazione, potrebbe anche essere più facile adattarsi alla produzione di massa in molte strutture diverse in tutto il mondo.
Vaccini in fase di sviluppo per COVID-19
Il vaccino AstraZeneca si basa su un vettore virale non replicante. La società farmaceutica di Johnson & Johnson Janssen ha anche sviluppato un vaccino COVID-19 basato su un vettore virale non replicante e la società ha richiesto l'autorizzazione all'uso di emergenza dalla FDA. (È l'unico attualmente in fase di sperimentazione di fase 3 negli Stati Uniti che è un metodo one-shot).
Abbiamo bisogno di vaccini COVID-19 diversi?
In definitiva, si spera che saranno disponibili più vaccini sicuri ed efficaci. Parte del motivo è che sarà impossibile per un singolo produttore rilasciare rapidamente una quantità sufficiente di vaccino per servire la popolazione di tutto il mondo. Sarà molto più facile eseguire una vaccinazione diffusa se vengono prodotti diversi vaccini sicuri ed efficaci.
Inoltre, non tutti questi vaccini avranno esattamente le stesse proprietà.Speriamo che verranno prodotti più vaccini di successo che potrebbero aiutare a soddisfare esigenze diverse.
Alcuni richiedono determinate condizioni di conservazione, come il congelamento. Alcuni devono essere prodotti in strutture ad alta tecnologia che non sono disponibili in tutte le parti del mondo, ma altri utilizzano tecniche più vecchie che possono essere riprodotte più facilmente. E alcuni saranno più costosi di altri.
Alcuni vaccini possono rivelarsi fornire un'immunità più duratura rispetto ad altri, ma al momento non è chiaro. Alcuni potrebbero rivelarsi migliori per determinate popolazioni di persone, come gli anziani o le persone con determinate condizioni mediche. Ad esempio, i vaccini con virus vivi probabilmente non saranno consigliati a chiunque abbia problemi con il proprio sistema immunitario.
Tuttavia, al momento non abbiamo dati sufficienti per confrontare correttamente questi vaccini in termini di efficacia (e, si spera, problemi minimi di sicurezza). Ciò diventerà più chiaro con il tempo.
Man mano che i vaccini saranno disponibili, sarà fondamentale per quante più persone possibile farsi vaccinare. Solo attraverso tali sforzi saremo davvero in grado di porre fine alla pandemia.
