Il vaccino a mRNA contro il Covid-19: vediamo come funziona

La casa farmaceutica Pfizer, in collaborazione con l’industria tedesca BioNTech, ha recentemente annunciato lo sviluppo del vaccino contro il Covid-19 più promettente, con un’efficacia nel prevenire le infezioni superiore al 90%. Si tratta di un vaccino a mRNA, ideale per produrre in breve tempo una risposta immunitaria ottimale. Pfizer non è l’unica azienda in corsa al vaccino, anche Curevac e Moderna sono entrate nella fase 3 di sperimentazione con un vaccino a mRNA contro Covid-19. Vediamo in che modo l’mRNA può essere utilizzato nella produzione di un vaccino.

Come funziona il vaccino a mRNA contro Covid-19

L’RNA è l’acido ribonucleico responsabile per la produzione di proteine. In particolare, è l’RNA messaggero (mRNA) che viene prodotto nel nucleo in fase di duplicazione del DNA e che contiene le informazioni necessarie alla sintesi di proteine nel citoplasma. Somministrare direttamente mRNA nella cellula significa favorire la produzione specifica di una proteina, ovvero fornire la corretta sequenza nucleotidica che codificherà per un amminoacido. Nel caso di SARS-CoV-2, è la glicoproteina Spike (S) che determina la specificità del virus per le cellule epiteliali del tratto respiratorio. Il modello tridimensionale della proteina studiato in laboratorio suggerisce che SARS-CoV-2 sia in grado di legare il recettore ACE2 (in inglese Angiotensin-converting enzyme 2) espresso nelle cellule dei capillari dei polmoni. Il nostro sistema immunitario è in grado di riconoscere le proteine Spike, dunque le difese immunitarie stimoleranno la produzione di linfociti B, che generano anticorpi, e linfociti T che distruggono le cellule infette. In questo modo il nostro organismo lavora per ottenere l’immunità senza essere infettivo.

È stato fondamentale conoscere la forma delle proteine del virus responsabili dell’infezione. La proteina Spike si trova sulla superficie del virus creando delle protuberanze e sembrando, per l’appunto, una corona. Si distinguono due parti:

• la regione S1 che consente l’adesione al recettore ACE2 della cellula bersaglio
• la regione S2 che permette l’ingresso al virus nella cellula

I vantaggi del vaccino a mRNA

Iniettare una sequenza di mRNA in modo che entri nella cellula non è un passaggio semplice. Difatti, nel nostro corpo sono presenti le ribonucleasi, enzimi che catalizzano l’idrolisi dell’RNA e rendono quindi rischioso il viaggio del ribonucleotide. Inoltre, per l’mRNA carico negativamente è difficile attraversare la membrana plasmatica. La soluzione è un sistema di trasporto che garantisca l’accesso all’mRNA integro nella cellula, senza dover usare un vettore virale: le nanoparticelle lipidiche (LNP). Questa struttura trasporta la molecola di interesse proteggendola con un doppio strato lipidico. Vediamo quali sono i vantaggi che ne conseguono.

• Il vaccino non contiene agenti patogeni attenuati: non è infettivo
• L’mRNA non necessita di entrare nel nucleo in quanto la sintesi proteica avviene nel citoplasma: questo facilita la sua attività
• Il vaccino a mRNA può essere prodotto molto rapidamente, caratteristica fondamentale nel mezzo di una pandemia

Le fasi di sperimentazione

Prima che il farmaco possa essere commercializzato e somministrato su larga scala, ci sono diverse fasi di sperimentazione da superare. Si parte da una fase pre-clinica: inizialmente in vitro e successivamente in vivo, con modelli animali adatti. Una volta superato il primo stadio, si procede con le fasi cliniche su volontari. Durante le prime tre fasi, la popolazione a cui è somministrato il vaccino aumenta gradualmente. Viene inoltre definita la posologia, ossia il numero di dosi e modalità di somministrazione del vaccino, e l’immunogenicità: la capacità di stimolare nell’organismo la risposta anticorpale specifica.

• Fase 1: si prende in considerazione un piccolo gruppo di persone perfettamente sano
• Fase 2: si prende un numero di volontari sempre più ampio, dell’ordine di grandezza di centinaia di persone divise per gruppi con caratteristiche differenti
• Fase 3: il vaccino è sottoposto a migliaia di volontari. Gli studi di terza fase sono controllati e randomizzati. Controllati perché i soggetti in studio con il vaccino vengono confrontati con altrettanti soggetti trattati con placebo. Randomizzati dal momento che la suddivisione delle persone nei due trattamenti avviene in modo casuale
• Fase 4: gli studi di quarta fase sono anche chiamati post-autorizzativi e vengono condotti una volta commercializzato il vaccino

Tutte le fasi di sviluppo sopraelencate sono indispensabili per garantire l’efficacia del trattamento. Ad oggi lo sviluppo del vaccino a mRNA contro Covid-19 della Pfizer ha visto 43 mila volontari impegnati nella fase 3 di sperimentazione. I soggetti sono divisi in due gruppi, uno ricevente il vaccino e l’altro un placebo. Il tutto è stato effettuato in modo doppio cieco: né i volontari né il personale medico sa cosa è stato inoculato e a chi, in modo da evitare qualsiasi tipo di bias che potrebbe alterare la ricerca.

L’obiettivo comune è quello di vedere il farmaco sul mercato al più presto, per riuscire ad immunizzare nel minor tempo possibile il maggior numero di persone. I risultati ottenuti dalla Pfizer-BioNTech sono i più promettenti. Tuttavia, il vaccino ha bisogno di una temperatura di -80°C per conservarsi ed è in atto uno studio per riuscire a mantenerlo resistente per almeno cinque giorni a 4°C. Non resta che attendere l’autorizzazione da parte dell’ente governativo statunitense FDA (Food and Drug Administration) per l’approvazione e il commercio delle prime dosi.