31/01/2021
VACCINI A mRNA (Pfizer e Moderna) E VACCINI A VETTORI VIRALI (AstraZeneca e J&J), ECCO LE DIFFERENZE
di Mario Puoti e Aldo Manzin
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1) Cosa differenzia principalmente i due tipi di vaccino?
I due tipi di vaccino sostanzialmente si differenziano per l’approccio utilizzato per il loro sviluppo. In particolare:
- I vaccini a mRNA fanno parte della più ampia classe dei cosiddetti “vaccini genetici”, ovvero dei vaccini che utilizzano materiale genetico veicolato attraverso liposomi - oppure uno o più dei geni propri del coronavirus - per provocare, in seguito a loro somministrazione, una risposta immunitaria verso SARS-CoV2.
- Il vaccino di AstraZeneca o di Johnson&Johnson fanno invece parte della classe dei “vaccini a vettori virali”: in questo tipo di vaccini si utilizza un virus, come ad esempio il virus herpes o un adenovirus, che veicola l’informazione genetica per far produrre proteine del coronavirus all’organismo ricevente.
Due differenti approcci, due meccanismi di funzionamento.
2) Come funzionano i vaccini a mRNA?
I vaccini di Pfizer-BioNTech e Moderna usano l'RNA messaggero, una forma di materiale genetico che le nostre cellule normalmente usano per produrre proteine. Immaginiamo questo particolare materiale genetico come un libretto di istruzioni per aiutare la nostra cellula a creare la proteina Spike di SARS-CoV-2. La molecola - chiamata mRNA in breve – è per sua natura molto fragile e verrebbe tagliata a pezzi dagli enzimi del nostro organismo se fosse iniettata direttamente nel corpo. Per proteggere la molecola Pfizer -Biontech e Moderna hanno avvolto l'mRNA in bolle oleose costituite da nanoparticelle lipidiche che servono a farlo arrivare facilmente all'interno delle nostre cellule senza essere degradato. Le immaginiamo come un taxi che trasporta il passeggero mRNA fino a destinazione: all’interno delle cellule. Dopo l'iniezione, le particelle di vaccino vengono trasportate verso le cellule e si fondono con queste, rilasciando l’mRNA nel citoplasma della cellula, dove viene letto da complessi macromolecolari (si chiamano ribosomi) in grado di tradurre le istruzioni in essi contenute per produrre la proteina Spike. L'mRNA del vaccino, una volta letto, viene infine distrutto dalla cellula, senza lasciare tracce.
3) Come funzionano i vaccini a vettori virali come quello di AstraZeneca?
Il vaccino Oxford-Astrazeneca contiene anch’esso le istruzioni genetiche del virus per la costruzione della proteina Spike, ma a differenza dei vaccini a mRNA , il vaccino di Oxford utilizza un frammento di DNA che contiene l’informazione per la produzione della proteina Spike: tale frammento è inserito nel DNA di un virus chiamato adenovirus, che funge da trasportatore, una specie di “cavallo di Troia”. Gli adenovirus sono virus comuni che in genere causano nell’uomo raffreddori o sintomi simil-influenzali, Il vaccino di AstraZeneca, però, utilizza una versione modificata di un adenovirus degli scimpanzé (Chadox), in grado di entrare nelle cellule ma non di replicare. Anche il il vaccino Johnson & Johnson/Janssen (ancora nella fase 3 di sperimentazione), si basa su una strategia simile utilizzando però un adenovirus umano (Ad26) anch’esso privo della capacità di replicarsi nell’organismo umano. Dopo che il vaccino viene iniettato nel braccio di una persona, gli adenovirus incontrano le cellule, si agganciano alla loro superficie, penetrano all’interno racchiusi in una vescicola e vengono veicolati e all’interno del nucleo, dove normalmente si trova il DNA della cellula. Gli adenovirus vettori sono progettati in modo da non poter fare copie di sé stessi, ma il frammento di gene per la proteina Spike di SARS-CoV-2 può essere letto dalla cellula e copiato nella molecola di mRNA che, trasferitosi nel citoplasma, farà produrre ai ribosomi (ricordate? proprio come i vaccini a mRNA) la proteina del coronavirus.. In ogni caso, nè il DNA di adenovirus nè il gene di coronovirus in esso contenuto possono in alcun modo interagire con il DNA della cellula ospite e tantomeno inserirsi in esso.
Due modi diversi di arrivare allo stesso obiettivo: addestrare il nostro sistema immunitario a riconoscere la proteina Spike di SARS-CoV-2 e renderlo capace di proteggersi dalle infezioni future.
4) Cosa accade una volta prodotta la proteina Spike di SARS-CoV-2? Come si sviluppa la risposta immunitaria?
Una volta che le nostre cellule hanno capito come produrre la proteina Spike, ne producono temporaneamente grandi quantità: alcune di queste proteine prodotte migrano verso la superficie della cellula e vengono liberate all’esterno; altre proteine vengono rotte in tanti frammenti anch’essi presentati sulla superficie cellulare. Sia queste proteine liberate sia i frammenti di proteina Spike possono quindi essere riconosciuti dalle cellule del sistema immunitario, cui seguirà la produzione degli anticorpi necessari per contenere e sconfiggere il virus.
Per i vaccini a vettori virali come quello di AstraZeneca, ad esempio, l'adenovirus stesso può stimolare il sistema immunitario attivando dei “sistemi di allarme” della cellula: la cellula invia segnali di allarme che attivano le cellule immunitarie presenti nelle vicinanze facendo in modo che il sistema immunitario reagisca in maniera più robusta alle proteine Spike.
Entrambi questi tipi di vaccini sono in grado non solo di indurre la produzione di anticorpi circolanti in grado di neutralizzare il virus, ma anche di stimolare la cosiddetta “immunità cellulare”, ugualmente importante nel cooperare alla difesa nei confronti del coronavirus.
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