Dare istruzioni genetiche ad una cellula umana: il principio del vaccino anti COVID

“Il vaccino è un preparato biologico che parte da un concetto di base: proteggere la popolazione evocando una risposta immunologica interna. Il vaccino quindi – spiega la dott.ssa Alessandra Micera, PhD e Responsabile dei Laboratori di Ricerca della Fondazione IRCCS Bietti – potenzia le difese immunitarie senza dover sviluppare la malattia”.

Il vaccino é una profilassi, un’azione preventiva che richiede una risposta attiva da parte del sistema immunitario che incontra un “‘componente” di un organismo patogeno,  lo riconosce come alieno e sviluppa gli anticorpi che serviranno a proteggere la persona qualora venisse infettato in futuro. Il vaccino non va confuso con la profilassi sierologica che è, invece, una risposta passiva nella quale gli anticorpi (immunoglobuline G) prelevati dal sangue di una persona guarita vengono iniettati nel corpo di una persona malata.

Dottoressa Micera, quali sono le sostanze che generano una risposta immunitaria e rendono efficace un vaccino?

Si tratta di alcuni componenti dei microrganismi patogeni, nella maggior parte dei casi proteine espresse o sulla superficie di virus e batteri o al loro interno (come le tossine prodotte dal patogeno che causa il tetano). Queste molecole si chiamano antigeni e sono dei marcatori che permettono di distinguere tra cellule del corpo e organismi estranei da contrastare.

Quali sono le tecniche per sviluppare i vaccini?

Le tecniche tradizionali isolano una componente peculiare del microrganismo o virus e portano l’organismo a contatto con essa. Tipica è l’iniezione del patogeno inattivato, nel quale cioè, le strutture proteiche sono presenti ma non più aggregate in maniera funzionale. In questo modo si inocula il patogeno ma non si può sviluppare la malattia.

Perché questi vaccini hanno creato ultimamente dei movimenti di oppositori?

Perché, a prescindere dal fondamento delle obiezioni, esse si concentrano sugli adiuvanti, ovvero su quegli elementi chimici come i metalli che aiutano il sistema immunitario a riconoscere e ricordare gli antigeni inoculati tramite vaccino.  Il principio di base – presentare l’antigene al sistema immunitario perché lo ricordi – non può essere messo in discussione da nessun punto di vista.

Recentemente sono nati anche nuovi vaccini utilizzando tecniche genetiche. Come funzionano?

Il vaccino contro l’epatite B è un vaccino a DNA ricombinante e funziona così: dopo aver individuato la sequenza genetica che codifica per una proteina-antigene, si isola e riproduce quella sequenza. Di fatto si crea una copia del DNA in questione che viene veicolata nelle cellule in vitro, ovvero in laboratorio. Queste cellule producono la proteina che viene a sua volta ‘raccolta’ e inoculata nella persona come vaccino. Il meccanismo permette di produrre in laboratorio l’antigene. Una volta in circolo la proteina viene riconosciuta dal sistema immunitario e si crea l’immunità.

Il vaccino ad RNA anti COVID ora in distribuzione origina da questa tecnica?

I vaccini ad RNA sono simili concettualmente ma appartengono ad una diversa famiglia. La differenza risiede nel fatto che ad essere iniettato nel corpo non è la proteina del virus, ma una specifica istruzione “codice genetico” che codifica per quella proteina: l’RNA messaggero. Il vaccino ad RNA, perciò, utilizza la cellula per produrre la proteina-antigene. Lo fa in vivo, cioè nel corpo, invece che in vitro, ovvero in laboratorio, come nel caso della tecnica a DNA ricombinante.

Cosa fa l’mRNA una volta iniettato nel corpo umano?

Raggiunge la membrana cellulare avvolto in micro-vescicole lipidiche che si fondono con la cellula liberando l’ RNA messaggero (mRNA) all’interno. Nel citoplasma l’mRNA raggiunge i ribosomi, gli organuli subcellulari deputati alla sintesi delle proteine, e trasmette il suo messaggio. Il vaccino, perciò, ‘sfrutta’ un meccanismo cellulare fisiologico. Così l’informazione genetica diventa una proteina reale. Nel caso del vaccino ci si inserisce negli stadi finali del meccanismo e si ‘ordina’ al ribosoma di produrre una proteina virale per preparare il sistema immunitario a riconoscerla. In questo caso si tratta della glicoproteina “Spike” che permette al virus SARS-Cov2 di entrare nelle cellule e riprodursi al loro interno fino a causarne la morte.

Perché sono necessarie due somministrazioni?

Perché una soltanto potrebbe non produrre abbastanza proteina da sensibilizzare il sistema immunitario e produrre anticorpi.

L’mRNA rimane nella cellula dopo aver svolta la sua funzione?

La molecola si degrada e scompare, una volta eseguito il suo compito. La probabilità che un mRNA possa essere integrato nel DNA umano è davvero remota.

Quanto dura l’immunità?

Dipende. Recentemente è stato osservato che persone vaccinate per la rosolia da piccoli sviluppavano la malattia se contagiati. Questo ci dice che la durata dell’immunità non è perenne. Anche per questo esistono i “richiami”, come nel caso del tetano. Per il COVID-19 non sappiamo ancora quanto possa durare l’immunità. Nei soggetti che hanno sviluppato la malattia si è registrato un calo veloce degli anticorpi nel giro di pochi mesi e questo potrebbe significare che l’immunità non è assicurata nel tempo. Per il vaccino non lo sappiamo, dobbiamo aspettare i dati nel corso del tempo. La storia di questo virus ha ancora molte pagine da scrivere.