Vaccino genetico

Un vaccino genetico ( vaccino genetico per gli anglofoni) è un vaccino che introduce nel corpo del paziente non è un inattivati o attenuati batteri o virus, o anche un elemento fisico della superficie di un agente patogeno (proteina di superficie in generale), ma parte del codice genetico del virus patogeno (o dei batteri).

A seconda del tipo di virus si parlerà di vaccino a RNA o a DNA, in tutti i casi derivante dalla biotecnologia e complementare agli strumenti vaccinali disponibili (gli altri sono vaccini inattivati ​​e vaccini a proteine ​​ricombinanti). Nel caso dei vaccini vettoriali (VAV), si tratta di una copia del DNA della porzione di RNA virale che viene inserita nel DNA di un altro virus ( adenovirus ) quindi utilizzata come "veicolo" ( vettore ) per veicolare questo materiale genetico nel cellule della persona da vaccinare.

Ad esempio, nel caso dei vaccini più diffusi per rallentare e controllare la pandemia di Covid-19  : vaccini di Pfizer - BioNTech o Moderna (vaccini a RNA intrappolati in una nanoparticella lipidica ) e vaccini di AstraZeneca o Johnson & Johnson (vaccini a DNA utilizzando un adenovirus come vettore), sono quelli dei geni del coronavirus SARS-CoV-2 che codificano per la sua proteina di superficie (chiamata proteina Spike ) che vengono utilizzati. Questi geni vengono iniettati nel paziente (iniezione intramuscolare ). L'antigene (in questo caso la proteina Spike) viene quindi prodotto dalle cellule del paziente.

Tipologia

Esistono due categorie principali di vaccini genetici:

vaccino a DNA

In questi casi si ha l'inserimento (e un'espressione, rafforzata se del caso dall'uso dell'elettroporazione , innescando il riconoscimento del sistema immunitario) di DNA infettivo (virale o batterico), in cellule umane o animali.

Alcune cellule immunitarie riconoscono le proteine ​​espresse; attaccheranno poi queste proteine ​​(così come le cellule che le esprimono ).

Poiché queste cellule vivono per un tempo molto lungo, se l'agente patogeno che normalmente esprime queste proteine ​​viene incontrato in seguito, molto probabilmente saranno attaccate istantaneamente dal sistema immunitario .

Questi vaccini sono relativamente facili da produrre e conservare .

Diversi vaccini veterinari a DNA erano già disponibili nel 2019, ma nessuno era ancora stato approvato per l'uomo.

vaccino RNA

Mirando ai virus a RNA , il vaccino RNA messaggero si basa sull'iniezione di mRNA di origine virale nel corpo del paziente.

Questo tipo di vaccino è stato rapidamente considerato come un'alternativa a prova di futuro, sicura ed efficace alle terapie e strategie vaccinali basate su proteine , virus ricombinanti o DNA nel campo della vaccinazione .

Combina proprietà immunologiche ricercate con un profilo di sicurezza considerato eccezionale.

Nel 2009 , questo tipo di vaccino è composto da un RNA messaggero confezionato in un vettore come le nanoparticelle lipidiche .

Nell'ambito della lotta contro la pandemia di Covid-19 , questo tipo di vaccino è stato ampiamente utilizzato per combattere la malattia da coronavirus del 2019 (SARS-Cov-2) </ref>.

Storia

Rispetto ai primi vaccini inventati da Louis Pasteur , i “vaccini genetici” sono tra gli ultimi ad essere stati immaginati e creati (alla fine del XX secolo), ad esempio per combattere:

• epatite B;
• alcune malattie oncologiche ( tumori e alcuni tipi di cancro )

I vettori virali (AAV) sono in particolare testati come “vaccini genetici” per la prevenzione e/o il trattamento di varie malattie (malattie infettive e non infettive).

Fino al 2020 il vaccino genetico ha avuto meno successo dell'uso combinato di un adiuvante vaccinale e di una proteina patogeno-specifica, finalizzato a suscitare risposte protettive e/o terapeutiche da parte degli anticorpi, ma la pandemia di COVID-19 li ha spinti in prima linea la scena mediatica. In teoria, questo tipo di vaccino avrebbe dovuto essere oggetto di un lungo iter di valutazione dei rischi per la salute e per l'ambiente, nel contesto pandemico, la direttiva europea 2001/18 relativa agli OGM è stata modificata nell'agosto 2020. dal regolamento europeo 2020/1043 : i suoi articoli 2 e 3 consentono a qualsiasi sperimentazione clinica di medicinali contenenti OGM o costituiti da tali organismi e destinati a trattare o prevenire il Covid-19, di sfuggire a valutazioni preventive sulla salute e sull'ambiente previste per gli OGM.

Principio

L'ipotesi originale è che un "vaccino genetico" stimolerà efficacemente la risposta immunitaria al transgene .

Ciò ha indotto in particolare all'utilizzo di adenovirus ricombinanti ( adenovirus “disarmato”, cioè geneticamente modificato per essere reso innocuo) come vettore per il vaccino contro l' HIV-1 . Ad esempio, un virus ibrido adeno-associato (AAV) è stato creato e testato in laboratorio in macachi contro il virus dell'immunodeficienza umana di tipo 1 (HIV-1) e il virus dell'influenza A . Si basa su due isolati correlati di scimmie rhesus ed è stato valutato come portatore di vaccini per gli antigeni di questi due virus.

Vantaggi e svantaggi

Il vettore virale esprime l'"antigene bersaglio" direttamente in alcune cellule del ricevente. Questo ha sia vantaggi che svantaggi:

Benefici

Rispetto ad altri sistemi basati su virus:

• il vettore AAV può essere reso completamente carente di replicazione. Può anche essere generato da un clone molecolare genetico ben caratterizzato;
• il vettore AAV può indurre risposte delle cellule B molto robuste al transgene);
• sierologicamente distinto da altri vaccini a base di virus, può partecipare a strategie di potenziamento eterologhe senza interferenze anticorpali;
• questo tipo di vaccino facilita la rapida produzione di risposte CTL ristrette di classe I.

Svantaggi

Le valutazioni dei vettori che utilizzano (prodotti da sierotipi standard) mostrano che il principale difetto dei vaccini a base di AAV è la possibilità di interferenza del vaccino con anticorpi che prendono di mira il vettore.

Queste interferenze possono manifestarsi de novo (a seguito di un'infezione naturale da parte di un patogeno legato al virus utilizzato per fabbricare il vettore) (ad esempio tutti sono già stati infettati da coronavirus); o dopo una prima somministrazione del vaccino, che può quindi talvolta interferire con una successiva vaccinazione di richiamo o correlata.

Il vaccino genetico suscita cellule T specifiche per l' antigene al transgene, ma secondo Jianping Lin & al. (2020), studi più dettagliati hanno poi mostrato che queste cellule sono largamente insensibili all'antigene e quindi non proliferano nel contesto di un richiamo vaccinale eterologo. Gli studi clinici sull'AAV2 come vaccino contro l'HIV-1 hanno dimostrato solo modeste risposte dei linfociti T agli antigeni codificati dell'HIV-1.

Gli studi siero - epidemiologici indicano una fonte di prevalenza elevata di NAbs contro AAV1 e AAV2 e livelli moderati contro AAV7 e AAV8; studi preclinici hanno concluso che questi livelli degradano l'efficacia del vaccino.

In caso di precedenti infezioni di un paziente con AAV, quel paziente, quando l'AAV viene successivamente utilizzato come vaccino genetico (ad esempio contro l' HIV-1 ) si confronta con la presenza di anticorpi neutralizzanti (NAb) diretti contro il vettore. Un ampio screening effettuato in diversi continenti (pubblicazione 2009) ha mostrato un'elevata prevalenza e titoli elevati di NAb rispetto ad AAV1 e AAV2 e livelli moderati di NAb per AAV7 e AAV8.
Il trasferimento genico sperimentale in vivo ha dimostrato che il NAb antiAAV probabilmente influenzerà l'efficienza del vettore.

Come tutti i vaccini, i vaccini genetici esercitano una pressione selettiva sulle popolazioni del patogeno bersaglio in circolazione, che possono favorire la comparsa di nuove varianti resistenti al vaccino e possibilmente più patogene e/o più contagiose.Vaccinazione ed evoluzione della virulenza .

Polemiche sul caso dei vaccini genetici contro il virus SARS-CoV-2

All'inizio del 2020 , Christian Vélot (già noto al pubblico come informatore ), dopo aver specificato di essere al di fuori del “pro o antivaccino”, e qualificandosi come “vaccino-prudente” ha richiamato l'attenzione sui rischi specifici per questo tipo di vaccino (che sia RNA o DNA).

Questi vaccini, per il loro principio di azione e per il gran numero di persone vaccinate a contatto con un gran numero di potenziali pazienti, sono, secondo lui, suscettibili di favorire ulteriormente la comparsa di virus ricombinanti suscettibili di trasformarsi in varianti (problematiche quando consentono “fuga immunitaria”, cioè per sfuggire al sistema immunitario ).

C. Vélot ha menzionato questo rischio in una nota di esperti sui vaccini che utilizzano tecnologie OGM pubblicata. Lo stesso paziente può essere infettato da diversi virus simili o da più varianti dello stesso virus (in particolare nel contesto di un'epidemia o di una pandemia in cui possono circolare più varianti). Ora, sappiamo che due virus in procinto di essere duplicati nella stessa cellula scambiano facilmente fra loro frammenti del loro rispettivo materiale genetico, se questi frammenti di genomi sono della stessa natura (o DNA o RNA). Questo rischio è ancora maggiore se i due genomi virali interessati condividono sequenze (geni) simili.
Questo tipo di scambio è detto ricombinazione (e detto “  ricombinazione omologa  ” se tale ricombinazione avviene tra sequenze di DNA o RNA che si assomigliano e quindi hanno spesso la stessa funzione). Questo fenomeno è al centro dell'evoluzione dei virus. Si verifica anche tra batteri, ma sappiamo che i virus sono molto più “ricombinogenici”.

Questi scambi di materiale genetico tra virus strettamente imparentati (o più raramente diversi) creano nuovi virus detti “ricombinanti”, “vale a dire il cui genoma è costituito da segmenti originati dai due virus parentali” .

Alcune delle ricombinazioni producono virus non vitali, alcuni dei nuovi virus verranno eliminati dal sistema immunitario e questo fenomeno sembra piuttosto raro perché richiede che due o più virus siano trovati nella stessa cellula al momento di un'infezione attiva (si parla di coinfezione ). Il rischio è quindi normalmente limitato, ma Christian Vélot avverte che in caso di vaccinazione di un gran numero di pazienti durante una pandemia (miliardi di individui sono presi di mira in caso di COVID), il rischio che i geni iniettati si affiancano a quelli di un virus attivo nella stessa cellula per dare origine a virus ricombinanti diventa molto più alto.

Questo rapporto ha scatenato una polemica con Alain Fischer , professore di medicina al Collège de France , allora presidente del "Consiglio per l'orientamento della strategia vaccinale" istituito il 3 dicembre 2020 dal governo francese. Il Sig. Fischer considera questo rischio nullo perché "l'RNA virale non può essere convertito in DNA"; secondo lui, gli eventi di ricombinazione tra RNA virali richiederebbero una previa conversione di questi in DNA.

È infatti il ​​processo opposto che avviene solitamente (produzione di RNA dal DNA), ma in determinate condizioni, ricorda C. Vélot, citando in particolare Zhang et al (2021), l'RNA virale (incluso Sars-Cov2) può essere convertito in DNA vitale all'interno delle nostre cellule. Questo è stato dimostrato su cellule umane in coltura da Zhang et al, nel 2021  ; Questo team è stato incuriosito dal fatto che i test PCR hanno mostrato che abbastanza spesso i pazienti Covid, sebbene a priori guariti dall'infezione da SARS-CoV-2 , erano ancora positivi per l'RNA virale; fino a diverse settimane dopo l'infezione iniziale, anche in assenza di evidenza di replicazione virale o diffusione del virus. Zhang & al (2021) hanno fornito una spiegazione per questo fenomeno dimostrando che l'RNA SARS-CoV-2 può essere retrotrascritto - e integrato nel genoma della cellula infetta - quindi espresso sotto forma di "trascrizioni chimeriche" che si fondono con il virus e sequenze cellulari. La trascrizione inversa è la reazione inversa della trascrizione (sintesi di un filamento di DNA da un modello di RNA) è abilitata da un enzima chiamato DNA polimerasi dipendente dall'RNA o trascrittasi inversa o anche retrotrascrittasi (trascrittasi inversa per gli anglofoni).
Tali trascrizioni chimeriche sono state rilevate nei tessuti dei pazienti. In alcuni organi o tessuti, la maggior parte di tutti i trascritti virali proviene da sequenze virali integrate, il che spiega che i pazienti possono continuare a produrre RNA virale, anche molto tempo dopo la guarigione.

C Vélot ricorda inoltre che:

• "La ricombinazione virale esiste sia tra DNA virali da un lato e tra RNA virali dall'altro"  ;
• in quest'ultimo caso, la ricombinazione non richiede una conversione dell'RNA virale in DNA. Ciò è stato dimostrato fin dagli anni '60 nel virus della polio (da Ledinko nel 1963  ; da Cooper nel 1968 poi da Cooper et al. Nel 1974 ), negli aphtovirus , secondo McCahon et al (1977), McCahon (1981) e King et al. (1982), Malattia di Newcastle e virus dell'influenza (Hirst, 1962) e dagli anni '90 nei coronavirus (Makino et al. Nel 1986; Baric et al. Nel 1990). I coronavirus, contrariamente alla credenza popolare, non mutano molto spesso, rispetto all'HIV o all'influenza o ad altri virus a RNA, sebbene il loro genoma sia più grande di quello di altri virus a RNA (Il genoma dell'HIV contiene 10.000 acidi nucleici (A, G, C , U), quello dell'influenza: 13.500, virus Ebola: 19.000 mentre il coronavirus ne ha 31.000. Questa stabilità è dovuta a un enzima di replicazione che ha la capacità di correggere gli errori di duplicazione lasciando passare alcuni errori ... i coronavirus si ricombinano molto facilmente tra loro e talvolta con altri virus a RNA; questo è il loro principale meccanismo di fuga immunitario; i coronavirus sembrano addirittura essere "campioni della ricombinazione virale poiché il loro tasso di ricombinazione (quando due genomi di coronavirus sono in contatto) può andare oltre 10 %" secondo Makino et al. (1986); Baric et al. (1990), da confrontare con lo 0,1-2% osservato in virus molto RNA nella letteratura medica;
• il coronavirus può anche ricombinarsi con virus in RNA molto diversi, altra famiglia: Luytjes et al. Il 1988 ad esempio ha documentato una ricombinazione di un coronavirus con un virus influenzale e, d'altra parte, con coronavirus bovini e murini e un altro coronavirus umano;
• Alcune ricombinazioni possono consentire al virus di sfuggire al sistema immunitario, anche in un paziente che è stato vaccinato;
• contrariamente a un'affermazione di M. Fischer che afferma che "tali ricombinanti non sono mai stati osservati con vaccini vivi attenuati che tuttavia consegnano il loro materiale genetico nelle cellule che infettano", secondo C. Vélot: "vaccini vivi attenuati (che non sono tra i vaccini o vaccini candidati contro il Covid-19) consistono nell'iniettare il virus intero, non inattivato ma indebolito. Da un lato, sono pochi i vaccini vivi attenuati (si tratta principalmente di vaccini inattivati), e non sono mai stati utilizzati su così larga scala come è o sarà quello della vaccinazione contro il Covid-19” .
  Inoltre, in ambito veterinario , ad aprile 2020 Wu et al. trovato un virus della malattia infettiva della borsa ricombinante (RNA) nei polli (ricombinazione tra un nuovo ceppo infettivo naturale e un ceppo vaccinale attenuato) e questo nuovo virus ha dimostrato di essere gravemente patogeno in vivo  ;
• la vaccinazione contro il COVID non impedisce lo sviluppo di una forma più lieve della malattia, e quindi la diffusione del virus. Lo ha dimostrato l' IHU di Marsiglia che per prima, a fine estate 2020, ha studiato l'evoluzione di varianti o mutanti di SARS-CoV2. Il colonnello Bruno Pradines, dell'Istituto di ricerca biomedica delle forze armate ( Servizio sanitario delle forze armate , VITROME, Marsiglia IHU) e dell'OMS invita i vaccinati a continuare a indossare la mascherina e ad applicare misure di barriera  ; infatti, i vaccinati possono ancora espellere virus entrando in contatto con persone infette, situazione che è fonte di rischio di ricombinazione virale (tra ceppi virali in circolazione e materiale genetico vaccinale).

Vedi anche

Articoli Correlati

• virologia
• Biotecnologie
• Vaccino contro il covid-19
• Vaccinazione ed evoluzione della virulenza
• Polemiche sulla vaccinazione
• Cronologia del vaccino
• Politica di vaccinazione
• trascrizione inversa
• Ricombinazione omologa

link esterno

• Vaccinazione , Accademia francese di medicina
• (it) Centri per il controllo delle malattie (CDC) , informazioni sulle diverse vaccinazioni

Bibliografia

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