< Vaccini
I vaccini a RNA sono un miracolo della scienza?
Testo aggiornato il 2021-02-05
La velocità con cui è stato ottenuto un vaccino efficace contro il COVID-19 è senza precedenti nella storia della ricerca medica. Questo successo è il risultato degli sforzi combinati di ricerca di base, applicata e medica.
I vaccini a RNA sono il risultato di più di 30 anni di ricerca. Di seguito le pietre miliari di questa ricerca:
L'RNA nei vaccini attuali è sintetizzato in vitro dall'enzima RNA polimerasi del fago T7 (un virus dei batteri). Questa è stata scoperta nel 1970.
Nel 1978, Giorgos J Dimitriadis è riuscito a far produrre una proteina, la globina di coniglio, nelle cellule di topo grazie all'iniezione diretta di DNA. Quest'impresa era già stata realizzata qualche anno prima, nel 1971, dal gruppo di John B. Gurdon dentro delle uova di rana.
Nel 1990, Jon A. Wolff negli Stati Uniti ha dimostrato che l'iniezione di RNA intramuscolare in un topo induce l'espressione della proteina codificata da quell'RNA da parte dell'animale. L'articolo conclude che: "L'espressione intracellulare di geni (DNA o mRNA) che codificano degli antigeni potrebbe fornire un approccio alternativo allo sviluppo dei vaccini".
Nel 1993, Frédéric Martinon e i suoi colleghi hanno dimostrato che un liposoma contenente dell'RNA che codifica la nucleoproteina (NP) del virus dell'influenza induceva nei topi una risposta immunitaria mediata da alcune cellule del sistema immunitario, i linfociti T citotossici (CTL).
I vaccini a RNA possono innescare un'eccessiva risposta immunitaria innata attivando la via di segnalazione del recettore Toll-like (TLR). Katalin Karikó e Drew Weissman sono riusciti ad attenuare questo rischio nel 1995 introducendo nell'RNA nucleosidi modificati come la pseudouridina (ψ).
I vaccini Pfizer/BioNTech e Moderna sono basati sull'iniezione di un RNA che codifica la proteina Spike (S) del coronavirus SARS-CoV-2 nella sua forma stabilizzata di pre-fusione. Questa forma stabilizzata è possibile grazie agli studi strutturali sulla proteina Spike del virus MERS-CoV nel 2017 e dall'introduzione di 2 residui di prolina che non sono naturalmente presenti nella proteina Spike del virus SARS-CoV-2 .
Sinergia e complementarità con la ricerca applicata e biomedica hanno permesso di passare dalla dimostrazione di fattibilità del vaccino ad RNA agli studi clinici e alla produzione su larga scala di un vaccino efficace disponibile, a solamente un anno dall'inizio dell'epidemia.
Fonti
Blog sullo sviluppo del vaccino RNA.
Gozlan, M. (2020) L'avventura scientifica dei vaccini a RNA messaggero. Realtà biomediche. Blog Le Monde.Relazione dell'Alta Autorità della Salute sugli aspetti immunologici e virologici dell'infezione da SARS-CoV-2.
Rapporto dell'Alta Autorità della Salute (HAS) dicembre 2020 - Aspetti immunologici e virologici dell'infezione da SARS-CoV-2.Scoperta della RNA polimerasi.
Chamberlin, M., McGrath, J., & Waskell, L. (1970). Nuova RNA polimerasi da Escherichia coli infettato dal batteriofago T7. Natura, 228(5268), 227-231.Le cellule di topo producono una proteina, la globina, dall'RNA di coniglio.
Dimitriadis, G. J. (1978). Traduzione dell'mRNA della globina di coniglio introdotto da liposomi in linfociti di topo. Natura, 274(5674), 923-924.Le cellule di rana producono una proteina, l'emoglobina, dall'RNA del coniglio.
Lane, C. D., Marbaix, G., & Gurdon, J. B. (1971). Sintesi dell'emoglobina di coniglio nelle cellule di rana: la traduzione dell'RNA del reticolocita 9 s negli ovociti di rana. Giornale di biologia molecolare, 61(1), 73-91.L'iniezione di RNA nel muscolo di un topo induce l'espressione della proteina codificata da questo RNA.
Wolff, J. A., Malone, R. W., Williams, P., Chong, W., Acsadi, G., Jani, A., & Felgner, P. L. (1990). Trasferimento genico diretto nel muscolo del topo in vivo. Scienza, 247(4949), 1465-1468.L'RNA che codifica la nucleoproteina (NP) del virus dell'influenza induce una risposta immunitaria nei topi.
Martinon, F., Krishnan, S., Lenzen, G., Magné, R., Gomard, E., Guillet, J. G., ... & Meulien, P. (1993). Induzione dei linfociti T citotossici virus-specifici in vivo da mRNA intrappolato nel liposoma. European journal of immunology, 23(7), 1719-1722.Riduzione dell'immunogenicità dell'RNA introducendo nucleosidi modificati nell'RNA.
Karikó, K., Buckstein, M., Ni, H., & Weissman, D. (2005). Soppressione del riconoscimento dell'RNA da parte dei recettori Toll-like: l'impatto della modifica nucleosidica e l'origine evolutiva dell'RNA. Immunità, 23(2), 165-175.Studi strutturali e di immunogenicità della proteina Spike del MERS-CoV.
Pallesen, J., Wang, N., Corbett, K. S., Wrapp, D., Kirchdoerfer, R. N., Turner, H. L., ... & McLellan, J. S. (2017). Immunogenicità e strutture di un antigene prefusionale MERS-CoV spike progettato razionalmente. Atti della National Academy of Sciences, 114(35), E7348-E7357.