Per decenni, i ricercatori sui vaccini sono stati incantati e frustrati dalla promessa dell’RNA messaggero. I minuscoli frammenti di codice genetico sono essenziali nel dire alle cellule di 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 ha stimolato una corsa globale per creare un vaccino.
Ora, sia Pfizer che Moderna stanno testando i loro candidati vaccini separati che usano l’RNA messaggero, o mRNA, per innescare il sistema immunitario a produrre anticorpi protettivi senza usare pezzi reali del virus. Se i vaccini sperimentali del coronavirus vincono l’approvazione della Food and Drug Administration, saranno i primi vaccini autorizzati in assoluto che usano l’mRNA – uno sviluppo che non solo ribalterebbe la situazione in questa pandemia, ma potrebbe anche sbloccare una linea completamente nuova di vaccini contro una varietà di virus.
I due vaccini sperimentali hanno alcune differenze chiave che probabilmente influiranno su chi vengono somministrati e come vengono distribuiti. Ma gli esperti dicono che i primi risultati promettenti da entrambi i campi potrebbero 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,” il dottor Carlos del Rio, decano associato esecutivo della Emory University School of Medicine di Atlanta, ha detto. “C’erano molte persone che erano scettiche che un vaccino mRNA avrebbe funzionato. Scientificamente, ha senso, ma non c’è nessun vaccino mRNA là fuori che sia stato ancora approvato.”
La scorsa settimana, Pfizer ha rilasciato risultati preliminari che hanno dimostrato che il suo candidato vaccino è più del 90 per cento efficace nel prevenire il Covid-19 sintomatico. Lunedì, Moderna ha aggiunto alle notizie incoraggianti, con i primi risultati del suo trial di fase 3 che mostrano che il suo vaccino sperimentale è efficace al 94,5% nel prevenire la malattia. Vedere tali risultati coerenti 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 reale. Questo funziona davvero.”
Anche se 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 si sa ancora per quanto tempo i vaccini potrebbero offrire protezione, o se funzioneranno bene in tutti i gruppi di età ed etnie.
Una delle principali differenze tra i due candidati vaccini è come 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 di praticità su come potrebbero essere spediti e diffusi. Il vaccino di Moderna non richiede una conservazione ultrafredda e può rimanere stabile a livelli di refrigerazione regolari – tra circa 36 e 46 gradi Fahrenheit – per 30 giorni.
Questa distinzione è probabilmente dovuta a come l’mRNA sintetico dei vaccini, o RNA messaggero, è confezionato, secondo Paula Cannon, professore associato di microbiologia alla 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 come l’mRNA è stato prodotto e stabilizzato, ha detto Cannon, anche se questi dettagli precisi sono di proprietà delle aziende.
Il dottor Drew Weissman, professore di medicina presso l’Università della Pennsylvania Perelman School of Medicine, è stato un pioniere nella ricerca sul vaccino mRNA e ora sta collaborando con BioNTech, una società tedesca di biotecnologie 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 conservazione.
“Ci sono sicuramente miglioramenti che sono già in fase di sviluppo”, ha detto.
Sia il vaccino Pfizer che il vaccino Moderna sono fatti usando 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 un modo molto più mirato.
“Quando un particolare gene ha bisogno di fare il suo lavoro, fa una copia di se stesso, che è chiamato 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 usano mRNA sintetico che contiene informazioni sulla proteina spike del coronavirus. I vaccini funzionano essenzialmente intrufolando istruzioni che dirigono il corpo a produrre una piccola quantità della proteina spike. Una volta che il sistema immunitario rileva questa proteina, il corpo inizia successivamente a produrre anticorpi protettivi.
“Questi anticorpi funzioneranno non solo contro il piccolo pezzo di proteina spike che è stato fatto dopo la vaccinazione, ma anche riconoscere e fermare il coronavirus di entrare nelle nostre cellule se siamo esposti in futuro”, ha detto Cannon. “È davvero un trucco intelligente”.
Ma per quanto elegante sia questo meccanismo in teoria, i vaccini mRNA hanno affrontato sfide biologiche reali da quando sono stati sviluppati negli anni ’90. Nei primi studi sugli animali, per 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 detto 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 gravi problemi di sicurezza finora, gli scienziati continueranno a monitorare i partecipanti a entrambi gli studi nel tempo.
“C’è sempre una preoccupazione quando si cerca di ingannare il sistema immunitario – che è quello che fa un vaccino – che si potrebbero avere effetti collaterali indesiderati”, ha detto Cannon. “Il sistema immunitario è incredibilmente complicato ed è diverso da persona a persona.”
I vaccini non contengono alcuna parte del virus, quindi i destinatari non possono essere infettati dalle iniezioni.
“Sono le istruzioni per una sola parte del virus, che da sola non può fare nulla”, ha detto Cannon. “Sarebbe come dare a qualcuno una ruota e dire: ‘Ecco una macchina’”
Ancora, i vaccini mRNA non sono mai stati ampiamente distribuiti prima, il che significa che ci sarà probabilmente un ulteriore controllo. E mentre i primi risultati sia da Pfizer e Moderna hanno superato le aspettative, alcune domande importanti rimangono ancora, tra cui come i vaccini eseguire attraverso diversi demografici, e quanto tempo sono efficaci, secondo Baylor.
“Quello che mi piacerebbe vedere – e non sapremo questo fino a qualche tempo è passato – è quanto dura questa protezione,” ha detto.
Se i buoni risultati reggono, tuttavia, potrebbe aprire la porta ad altri vaccini mRNA nel prossimo futuro, ha aggiunto Baylor.
Weissman, il cui laboratorio all’Università della Pennsylvania ha dimostrato 15 anni fa che l’mRNA potrebbe essere usato in questo modo, ha detto che prima della pandemia, lui e i suoi colleghi avevano lavorato per lanciare studi clinici di fase 1 di vaccini mRNA per l’herpes genitale, influenza, HIV e il norovirus.
La tecnologia dietro i vaccini mRNA è pensata per essere più versatile dei metodi tradizionali di sviluppo del vaccino, il che significa che possono essere prodotti più rapidamente e più economicamente di altri che richiedono l’uso di batteri o lieviti per fare e purificare la proteina spike del coronavirus.
“Con un vaccino mRNA, ti siedi al 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 era pronta per la prima volta, perché potrebbe essere un vantaggio davvero grande.”