Come la loro ricerca ha aiutato il mondo a vincere la guerra contro il Covid

Il primo vaccino al mondo, quello contro il vaiolo, è stato creato più di 200 anni fa. La maggior parte dei vaccini che seguirono, contro la poliomielite, il morbillo, ecc., erano basati sullo stesso principio che Edward Jenner aveva messo in pratica con il vaccino contro il vaiolo. Questi vaccini consistono in una versione morta o indebolita dell’agente patogeno, o del germe patogeno, che viene iniettata nel corpo umano.
L’idea è quella di presentare il corpo sistema immunitario al virus e prepararlo per contrastare la malattia se successivamente incontra lo stesso virus. Ma questi vaccini, noti come vaccini inattivati ​​o vivi attenuati, a seconda dell’approccio utilizzato, possono richiedere anni per essere sviluppati e perfezionati.
Apparso alla fine del 2019, il SARS-CoV-2, o il nuovo coronavirus, era un agente patogeno che il sistema immunitario umano non aveva mai incontrato prima. Mentre il Covid-19 devastava i sistemi sanitari e paralizzava il mondo, scienziati ed esperti si affrettavano a trovare una soluzione urgente. I tempi erano maturi per la vaccino a mRNA per dimostrare il suo coraggio.
Alla ricerca di soluzioni rapide
La “m” nell’mRNA sta per “messaggero” e riassume il principio su cui funzionano questi vaccini. Lo sviluppo di questi vaccini è dovuto ai recenti progressi nel campo della biologia molecolare. Invece di introdurre l’intero virus nel corpo umano, questi vaccini funzionano inserendo singoli componenti virali che possono stimolare il sistema immunitario. Questi componenti sono principalmente “parti del codice genetico virale, che di solito codificano per le proteine ​​presenti sulla superficie del virus”, afferma la Fondazione Nobel. Queste proteine ​​di superficie sono ciò che il virus normalmente utilizza per invadere e attaccarsi alle cellule di un ospite umano.
Il frammento di codice genetico fornito dalla componente virale serve a stimolare la produzione di proteine ​​che stimolano la formazione di anticorpi che bloccano il virus. E sono gli anticorpi che guidano la lotta del corpo contro un virus.

Un esempio ben noto di vaccino basato su questo approccio è quello contro il virus dell’epatite B. Ma la produzione di vaccini basati su virus interi o sulle loro proteine ​​– anche i vaccini basati su vettori, del tipo sviluppato contro l’Ebola appartengono a questa categoria – richiede infrastrutture estese e comporta un processo ad alta intensità di risorse. Ciò significa che le possibilità di un rapido sviluppo, come richiesto dall’attacco al nuovo coronavirus, sono limitate. I vaccini a mRNA sono progettati per superare questi ostacoli. Ma per molto tempo non ci furono molti acquirenti.
Un colpo di speranza
Il DNA nelle cellule umane contiene le informazioni per produrre proteine ​​ed è un elemento fondamentale della vita. Ma come afferma Shurjo Sen, direttore del programma presso l’Istituto nazionale di ricerca sul genoma umano degli Stati Uniti, è proprio così RNA cioè “l’effettiva forma funzionale degli acidi nucleici… (per) costruire cellule o rispondere a sfide immunitarie”. È importante sottolineare che gli mRNA sono essenziali in quanto “la forma in cui un gene viene letto dalla cellula”. Mentre gli scienziati pensavano di utilizzare l’mRNA per creare vaccini, c’erano problemi da affrontare. In poche parole, i vaccini a mRNA erano considerati instabili e difficili da somministrare e provocavano anche reazioni infiammatorie.
Ma Katalin Kariko, assistente professore presso l’Università della Pennsylvania negli Stati Uniti all’inizio degli anni ’90, rimase ferma all’idea di utilizzare l’mRNA per la terapia anche se convincere i finanziatori a sostenere la sua ricerca era una sfida. Ben presto trovò un alleato nell’immunologo Drew Weissman. Stava lavorando sulle cellule dendritiche che sono fondamentali per la sorveglianza immunitaria e per innescare le risposte immunitarie indotte dai vaccini.

I due hanno scoperto che gli mRNA in vitro, o sviluppati in laboratorio, vengono riconosciuti dalle cellule dendritiche come una sostanza estranea, innescando l’infiammazione. L’indizio, pensavano, probabilmente si trova a livello delle basi contenute negli acidi nucleici, cioè DNA e RNA. “Si chiedevano se l’assenza di basi alterate nell’RNA trascritto in vitro potesse spiegare la reazione infiammatoria indesiderata”, afferma la Fondazione Nobel. Hanno quindi iniziato a inventare diverse varianti di mRNA dopo aver alterato chimicamente le loro basi.
Il loro esperimento ha dimostrato che quando le basi venivano modificate, la risposta infiammatoria quasi scompariva. Hanno pubblicato i loro risultati nel 2005.
Kariko e Weissman hanno successivamente scoperto che l’mRNA generato con modifiche di base aumentava la produzione di proteine ​​inibendo anche le risposte infiammatorie, i due fattori che avevano ostacolato lo sviluppo dei vaccini a mRNA.
Successivamente, la ricerca sull’mRNA ha accelerato e i vaccini per il virus Zika e MERS-CoV sono stati esplorati utilizzando questo metodo. MERS-CoV-2 è simile a SARSCoV-2 e, quindi, quando è scoppiata la pandemia, due vaccini a mRNA, i primi in assoluto, sono stati sviluppati alla velocità della luce da Pfizer-BioNTech e Moderna. È stato scoperto che questi vaccini inducono una forte risposta immunitaria. Inoltre, i vaccini a mRNA hanno tempi di produzione più brevi e sono considerati sicuri perché non contengono virus vivi.