Diverse tecnologie vengono utilizzate nel processo di creazione, produzione e conservazione di un vaccino e quindi nel processo di vaccinazione , a seconda in particolare dell'agente infettivo da combattere. Il meccanismo d'azione di un vaccino si riferisce alle interazioni biochimiche mediante le quali un vaccino agisce per conferire immunità all'organismo inoculato. Lo sviluppo su larga scala di virus a RNA , come SARS-CoV-2 , responsabile di Covid-19 nel 2020, ha deciso molti funzionari della sanità pubblica di spostare alcune tecnologie di vaccinazione dalla fase sperimentale alla fase operativa.
L' OMS e quasi tutte le agenzie di sanità pubblica europee valutano positivamente il rapporto rischi/benefici di queste nuove tecnologie. Questi ultimi sollevano anche domande a lungo termine e vari studi indipendenti indicano i rischi che potrebbero influire su questo equilibrio, tra cui la mutagenesi inserzionale (cancro), l'immunotossicità (malattia autoimmune) e la ricombinazione (creazione di nuovo virus).
Come il virus della famiglia dei coronavirus, il virus patogeno considerato in questo articolo è un virus a RNA avvolto in un guscio in cui sono incorporate diverse copie di una cosiddetta proteina di superficie. Ciò consente al virus di ancorarsi e di rilasciare il suo materiale genetico nella cellula appena infettata. Come con qualsiasi vaccino, il principio è la produzione di anticorpi diretti contro questa proteina.
Il materiale genetico custodisce il segreto della fabbricazione delle proteine, queste ultime essendo gli attori di tutti i processi biologici che avvengono nelle cellule. Nel caso della specie umana il materiale genetico è il DNA . Dal DNA la produzione delle proteine è indiretta ( trascrizione seguita da traduzione ) e avviene attraverso una molecola intermedia chiamata RNA. Il materiale genetico di alcuni virus è DNA e altri RNA (come nel caso dei coronavirus). L'idea dei vaccini è quindi quella di preparare il sistema immunitario in modo che abbia una serie di anticorpi specificamente diretti contro il virus, anche prima che l'organismo venga contaminato.
Per una presentazione generale e completa su virus , vaccini e vaccinazioni, il lettore farà riferimento agli articoli dedicati a ciascuno di questi temi.
I vaccini sono di diversi tipi. Vengono qui trattati i meccanismi che attuano due generazioni di vaccini a seconda della predominanza o meno della traduzione genetica: vaccini cosiddetti convenzionali , e vaccini cosiddetti genici , di cui fanno parte vaccini a RNA e vaccini a vettori ricombinanti.
Tutti i vaccini convenzionali (ai sensi della frase precedente) hanno in comune il fatto di non utilizzare a proprio vantaggio il macchinario di traduzione specifico della cellula.
Alcuni di questi vaccini comportano l'inoculazione dell'intero virus, contro il quale si intende preparare il sistema immunitario . Per evitare che il vaccino causi la malattia, verrà prima inattivato con mezzi chimici o fisici o attenuato con metodi che ne riducano la capacità di infettare a temperatura corporea. Lo svantaggio dei vaccini inattivati è la loro bassa efficacia, che giustifica la ripetizione delle iniezioni o l'aggiunta di adiuvanti per stimolare la risposta immunitaria. Il vaccino contro la pertosse e il CoronaVac contro il Covid-19 sono di questo tipo. Per quanto riguarda i vaccini vivi attenuati, il loro svantaggio è che, non essendo morti, possono comportare rischi per le persone immunocompromesse, in particolare a causa di una patologia o di un trattamento. Il BCG contro la tubercolosi e l' MMR contro il morbillo, la parotite e la rosolia sono di tali vaccini.
Quando non viene inoculato l'intero vaccino ma solo una delle sue proteine, ad esempio la proteina di superficie, si parla di vaccino proteico ricombinante . La proteina è costituita dalla frazione di materiale genetico che la codifica (il gene) che è reso capace di moltiplicarsi su larga scala. La moltiplicazione viene effettuata in laboratorio sulle cellule riceventi (batteri, lieviti, cellule animali, ecc.). Il vaccino contro l'epatite B e la Novavax del vaccino contro Covid-19 sono di questo tipo.
Come con i vaccini inattivati e attenuati, questo tipo di vaccino convenzionale non mobilita il macchinario cellulare del corpo umano per funzionare, poiché mobilita quelli delle cellule in laboratorio.
A differenza dei vaccini convenzionali, il vaccino a RNA è del cosiddetto tipo genico . Questa tecnologia consiste nell'inoculare nei tessuti non il virus (o una sua proteina) ma il suo materiale genetico, in questo caso l'RNA, o almeno parte di questo materiale. L'idea è di far produrre le proteine immunogeniche direttamente dalle cellule della persona che si sta cercando di proteggere.
L'RNA virale utilizza un trasportatore, chiamato vettore , per entrare nella cellula. Si tratta di una piccola capsula di grasso, detta nanoparticella in virtù delle sue dimensioni di pochi miliardesimi di metro. Questa libera il suo materiale genetico dopo essersi fusa con la membrana plasmatica interposta tra l'interno della cellula e l' ambiente extracellulare ; al termine della quale la cellula tiene conto della frazione di RNA virale e traduce la proteina corrispondente a tale frazione.
La prima autorizzazione pubblica per un vaccino di questo tipo è stata data nel 2020, con i vaccini contro il Covid-19 comunemente noti come Pfizer – BioNTech e Moderna . Nel 2020 altri vaccini di questo tipo (contro l'influenza e la rabbia) sono in sperimentazione clinica .
Questo tipo di vaccino è anche un vaccino genetico, ma il materiale genetico è DNA e non RNA. Il vettore non è una nanoparticella ma un virus dirottato e sfruttato per la sua naturale capacità di iniettare il suo materiale genetico nelle cellule, e a tal proposito si dice che sia ricombinante . I virus a DNA dei primi vaccini genici di questo tipo in commercio, selezionati per la loro bassa nocività (semplici condizioni simil-influenzali ) sono chiamati adenovirus .
Ma è impossibile inserire l'RNA (quello del coronavirus che possiamo proteggerci, ad esempio SARS-Cov2), nel DNA (quello del vettore).
Occorre quindi trascrivere preventivamente il linguaggio genetico contenuto nell'RNA nel linguaggio genetico contenuto nel DNA, e tale trascrizione è possibile grazie ad un enzima virale chiamato trascrittasi inversa . Effettuata in laboratorio, questa retrotrascrizione permette di recuperare la versione DNA del virus, dalla quale estrarremo la parte che vogliamo inserire nel DNA del vettore per ottenere il DNA da iniettare, detto anche ricombinante .
Durante la vaccinazione, le nostre cellule non si accontenteranno di tradurre il materiale genetico ricevuto, ma lo trascriveranno in RNA e poi lo tradurranno in proteine.
Il vaccino comunemente noto come Astrazeneca è un vaccino vettore ricombinante. Si dice che non sia replicabile perché i geni responsabili della sua replicazione sono stati scartati dal suo materiale genetico. Nel 2020 vaccini di questo tipo contro l'influenza sono in fase di sperimentazione clinica .
Le tecnologie di ultima generazione apportano benefici in termini di efficienza e adattabilità. La valutazione positiva del loro rapporto rischi/benefici è sostenuta dall'OMS e dalle agenzie di sanità pubblica europee, a volte con alcune riserve. Allo stesso tempo, allertate dal fatto che queste tecnologie hanno beneficiato di un'autorizzazione temporanea all'immissione in commercio senza il completamento della fase III , alcune associazioni indipendenti come CRIIGEN o AIMSIB sostengono che le tecnologie non presentano tutti gli stessi rischi poiché alcuni utilizzano il macchinario cellulare e altri no. Su questa domanda, ad esempio, CRIIGEN ha raccolto molto lavoro in una perizia pubblicata nel settembre 2020.
Se si conoscono gli effetti a lungo termine dei vaccini convenzionali (sopra menzionati), il caso dei vaccini genici è meno ben noto. .
Secondo gli studi citati in questa sezione, l'ingresso del DNA nel nucleo cellulare, che contiene anche il DNA dei nostri cromosomi , comporta dei rischi. In questi studi, per la terapia genica vengono utilizzati virus geneticamente modificati introdotti nel nucleo cellulare da vettori ricombinanti . Questi test mostrano che il luogo in cui può avvenire un possibile inserimento non è controllabile, il che può portare alla leucemia quando il gene viene inserito in un oncogene . Questo rischio, chiamato mutagenesi inserzionale , dimostrato in diversi altri studi, difficilmente può essere trascurato quando si vaccina su larga scala con un virus vettore ricombinante.
I test di immunoterapia e vaccinazione, inclusa la somministrazione di materiale genetico utilizzando adenovirus come vettori ricombinanti, hanno portato a risposte immunitarie indesiderate o compromesso l'efficacia del vaccino. Questo tipo di risposta, chiamata immunotossicità , varia, negli studi di terapia genica, da malattie autoimmuni a gravi risposte infiammatorie, inclusa la morte.
I rischi menzionati nella sezione precedente richiedono cautela. Ma i rischi cambiano scala quando si passa alla vaccinazione di massa delle popolazioni . Perché allora si pone la questione di quella che viene chiamata la ricombinazione di virus della stessa natura e della stessa famiglia, cioè il reciproco scambio di pezzi. La virulenza dei virus così creati, detti ricombinanti , può poi essere sconosciuta, come dimostra l'episodio del virus ricombinante H1N1 nel 2009, derivante da una triplice ricombinazione (influenza aviaria, influenza suina e influenza umana).
La ricombinazione virale, che si verifica quando due virus infettano contemporaneamente la stessa cellula, non è esclusiva dei vaccini genici. Cos'è la probabilità. Perché quando, ai fini della vaccinazione, il materiale genetico di un vaccino genico viene iniettato volontariamente in una cellula eventualmente infetta, allora aumenta la probabilità che il materiale genetico del vaccino si ricombina con il materiale genetico infettante , .
La probabilità di un grave rischio al verificarsi di una tale serie di eventi (stessa cellula, stesso tipo di virus, ricombinazione, virulenza) è estremamente bassa. Ma anche se questa probabilità è 10 -7 o -8 a livello individuale, cioè si verifica per uno su 10 o 100 milioni di individui, non è a livello individuale che dobbiamo ragionare. Perché se vengono vaccinati centinaia di milioni, addirittura miliardi di individui, la probabilità di ricombinazione viene moltiplicata per altrettante , .
Il rischio va quindi considerato non a livello dell'individuo ma a livello della popolazione, e questa questione di scala non deve essere trascurata nella valutazione del rischio. A tal proposito, l' epidemia di Covid-19 comparsa nel 2019 ha dimostrato che la diffusione di un nuovo virus in tutti i continenti può essere molto rapida.
La valutazione di questo rischio evidenzia l'importanza della fase III.