Pubblichiamo la sintesi dell’articolo del Washingon Post che riassume le fasi e le tutte specificità scientifiche della scoperta del vaccino anti covid-19
Ecco come si è arrivati ai vaccini anti covid-19: con un incredibile sprint scienticico di 11 mesi che ha sfruttato nuove tecnologie che apriranno la strada ad altri vaccini e trattamenti medici innovativi.
Lo sviluppo di un vaccino richiede in genere anni, persino decenni. Il progresso degli ultimi 11 mesi cambia il paradigma di ciò che è possibile, creando un nuovo modello per lo sviluppo di vaccini e un set di strumenti per un mondo che dovrà combattere più virus mai visti prima negli anni a venire. Ma la pandemia non è stata un momento eureka improvviso: è stato un catalizzatore che ha contribuito a innescare linee di ricerca che andavano avanti da anni, ben al di fuori dei riflettori di una crisi globale.
Il Vaccine Research Center, uno degli epicentri della scoperta del vaccino , è nato da un’idea di Anthony S. Fauci, direttore dell’Istituto nazionale di allergie e malattie infettive. È stato creato nel 1997 per riunire scienziati e medici di diverse discipline per sconfiggere le malattie, con una forte attenzione all’HIV .
I ricercatori del vaccino contro il coronavirus negli Stati Uniti hanno iniziato il loro sviluppo non a gennaio, quando è emersa una misteriosa polmonite a Wuhan, in Cina, ma decenni fa, con inizi e interruzioni lungo la strada.
Sin dal 1961, gli scienziati conoscevano l’ RNA messaggero, la molecola che porta le informazioni dal DNA nel nucleo al meccanismo di produzione delle proteine nel citoplasma, il materiale genetico transitorio che rende possibile la vita, prendendo le istruzioni inscritte nel DNA e consegnandole alle parti della cellula che producono proteine. Messenger RNA è un potente, anche se volubile, componente dei mattoni della vita – un cavallo di battaglia della cellula che è anche veramente solo un messaggero, instabile e incline a degradarsi.
Alcuni scienziati hanno creduto fin dall’inizio che sarebbe stato possibile riutilizzare questa funzione cellulare di base per la medicina.
Nel 1990 un team dell’Università del Wisconsin ha sorpreso il mondo scientifico con un articolo che mostrava che era possibile iniettare un frammento di RNA messaggero nei topi e trasformare le loro cellule muscolari in fabbriche, creando proteine su richiesta.
“Era qualcosa di straordinario”, ha detto Melissa Moore, una scienziata dell’RNA che è entrata a far parte di Moderna come chief scientific officer quattro anni fa.
Se gli snippet di RNA progettati su misura potessero essere utilizzati per trasformare le cellule in fabbriche di proteine su misura, l’RNA messaggero potrebbe diventare un potente strumento medico. Potrebbe codificare frammenti di virus per insegnare al sistema immunitario a difendersi dagli agenti patogeni. Potrebbe anche creare proteine intere mancanti o danneggiate in persone con malattie genetiche devastanti, come la fibrosi cistica. Ma prima c’erano tutti i tipi di problemi pratici da risolvere.
Nonostante l’entusiasmo, gli scienziati hanno avuto problemi a portare l’RNA nelle cellule perché è così fragile. E quando ci fossero riusciti, avrebbero presto scoperto che l’RNA causava una reazione infiammatoria.
Una casuale competizione amichevole per una fotocopiatrice alla fine degli anni ’90 ha portato a un importante passo avanti. Una scienziata di origine ungherese dell’Università della Pennsylvania, Katalin Kariko, che lavorava nel dipartimento di neurochirurgia dell’Università della Pennsylvania, stava cercando di trasformare l’RNA in una terapia per gli ictus. Si è vantata con Drew Weissman, un medico-scienziato che ha lavorato in un edificio diverso ma ha utilizzato la stessa fotocopiatrice per stampare articoli scientifici sulla molecola di cui era diventata ossessionata.
Weissman aveva fatto una borsa di studio nel laboratorio di Fauci al NIH, studiando le cellule immunitarie coinvolte nelle risposte ai vaccini. Ha chiesto a Kariko se poteva fare dell’RNA per un’idea di vaccino contro l’HIV che stava perseguendo. Lo ha fatto, e ha scoperto che l’RNA ha stimolato una risposta infiammatoria – una brutta notizia per gli sforzi di Kariko per trasformarlo in una terapia per l’ictus.
Weissman ha osservato che i topi a cui era stato iniettato l’RNA messaggero avrebbero subito tutti gli effetti collaterali, dal sentirsi pessimi e perdere l’appetito fino alla morte. I due iniziarono a cercare un modo per superare i problemi. Ma era tutt’altro che un’area calda della scienza. Kariko ha ricordato amaramente come ha lottato per le sovvenzioni, guadagnando meno soldi di molti tecnici di laboratorio.
“Siamo andati da società biotecnologiche, società farmaceutiche per cercare di ottenere finanziamenti, e non erano interessati”, ha detto Weissman. “Hanno detto che l’RNA era troppo fragile e non volevano lavorarci”.
Nel 2005, la coppia ha scoperto un modo per modificare l’RNA, modificando chimicamente una delle lettere del suo codice, in modo da non innescare una risposta infiammatoria. Deborah Fuller, una scienziata che lavora sui vaccini a RNA e DNA presso l’Università di Washington, ha detto che il lavoro merita un premio Nobel.
Kariko e Weissman fondarono una società per trasformare la loro scoperta in medicina, ma alla fine Kariko si trasferì a BioNTech, un’azienda tedesca che lavorava allo sviluppo di terapie a RNA.
Parallelamente, gli scienziati avevano sviluppato modi per incapsulare e trasportare molecole grandi e ingombranti a partire dagli anni ’60. La tecnologia è maturata nel corso dei decenni, con la speranza che potesse essere utilizzata per fornire tipi di farmaci completamente nuovi nelle cellule, ma l’RNA messaggero rappresentava una sfida più grande rispetto ad altri bersagli.
Ugur Sahin, amministratore delegato di BioNTech, ha affermato che è stato elettrizzante quando lui e i suoi colleghi nel 2016 hanno sviluppato una nanoparticella per fornire RNA messaggero a un tipo di cellula speciale che potrebbe prendere il codice e trasformarlo in una proteina sulla sua superficie per provocare il sistema immunitario. Questo, hanno teorizzato, era la chiave per utilizzare una piccola quantità di materiale: ogni dose di vaccino a mRNA sviluppata dalla sua azienda contro il coronavirus si basa su una quantità che è circa un quinto del peso di un centesimo per stimolare una potente risposta immunitaria.
A differenza dei campi che sono stati innescati da un’unica potente intuizione, Sahin ha affermato che il recente successo dei vaccini a RNA messaggero è una storia di innumerevoli miglioramenti che hanno trasformato un’affascinante idea biologica in una tecnologia benefica.
Tutti i vaccini si basano sulla stessa idea di fondo: addestrare il sistema immunitario a bloccare un virus. I vaccini vecchio stile fanno questo lavoro iniettando virus morti o indeboliti. I vaccini più recenti utilizzano parti distintive del virus, come le proteine sulla loro superficie, per insegnare la lezione. Le ultime tecniche genetiche, come l’RNA messaggero, non richiedono molto tempo per svilupparsi perché quei bit di virus non devono essere generati in un laboratorio. Invece, il vaccino fornisce un codice genetico che istruisce le cellule a costruire loro stesse quelle proteine caratteristiche.
Per fare ciò, gli scienziati devono scegliere quale parte rivelatrice del virus mostrare il sistema immunitario.
I coronavirus sembravano un importante obiettivo successivo. La sindrome respiratoria acuta grave era emersa nel 2003. La sindrome respiratoria del Medio Oriente (MERS) è scoppiata nel 2012.
Lo scorso inverno, i media hanno parlato parlare di un nuovo coronavirus in Cina, il Vaccine Research Center ha riunito la squadra. Una volta che il suo genoma è stato condiviso online dagli scienziati cinesi, i laboratori del Texas e del Maryland hanno progettato un vaccino, utilizzando le mutazioni stabilizzanti e le conoscenze acquisite in anni di ricerca di base – un progetto del fine settimana grazie ai dividendi di tutto quel lavoro passato.
Ma il picco stabilizzato era solo un pezzo di un vaccino – Graham aveva bisogno di una tecnologia che potesse trasportarlo nel corpo – e aveva già lavorato con Moderna, utilizzando la sua tecnologia RNA messaggero per creare un vaccino contro un diverso virus pipistrello, Nipah, come una prova generale per una vera pandemia. Moderna e NIH hanno messo da parte il progetto Nipah e hanno deciso di andare avanti con un vaccino contro il coronavirus.
Il 13 gennaio, Moore di Moderna è entrata al lavoro e ha scoperto che il suo team era già impegnato a tradurre la proteina spike stabilizzata nella loro piattaforma. L’azienda potrebbe iniziare a produrre il vaccino quasi subito grazie alla sua esperienza nella produzione di vaccini antitumorali sperimentali, che prevede il prelievo di campioni di tumore e lo sviluppo di vaccini personalizzati in 45 giorni.
I vaccini a RNA contengono una striscia di materiale genetico all’interno di una bolla lipidica.
All’interno della cellula, i ribosomi leggono le istruzioni dell’mRNA per la proteina spike.
La cellula inizia quindi a generare copie della proteina spike.
Le cellule presentanti l’antigene (APC) consumano le proteine virali e trasmettono i peptidi virali alle cellule T helper.
Il sistema immunitario, presentato con il peptide, impara a riconoscere il virus e rilascia cellule T citotossiche che
rilevano ed eliminano le cellule infettate da virus.
Mentre gli anticorpi dei linfociti B impediscono al virus di infettare le cellule sane.
Il mondo ora può tornare alla normalità, almeno fino alla prossima pandemia assicurano gli scienziati.
Fonte : Washington Post
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