Vaccini sotto i riflettori Understand article

Sfodera le tue armi migliori: i vaccini sono stati protagonisti durante la pandemia di COVID-19. Quali sono i diversi tipi e come funzionano?

Come combatte le infezioni il tuo corpo?

I microrganismi, come virus o batteri, che possono causare malattie quando entrano nel nostro corpo sono chiamati agenti patogeni. Il nostro sistema immunitario combatte questi agenti patogeni ed in questo contesto, le cellule B sistema immunitario adattativo svolgono un ruolo cruciale. Queste cellule producono proteine ​​chiamate anticorpi, che si legano a porzioni specifiche dell’agente patogeno chiamate antigeni e le etichettano per essere riconosciute ed eliminate da altre cellule immunitarie. Una volta che le cellule B e gli anticorpi sono stati sviluppati per un particolare agente patogeno, questi continuano a scansionare il corpo per rilevare lo stesso patogeno e attaccarlo se invade di nuovo.

Antibodies attacking a virus	Anticorpi che attaccano i virus
Una volta creata la protezione immunitaria, gli anticorpi specifici per l’agente patogeno (blu) si legano alla superficie dell’agente patogeno (rosso), contrassegnandola per farla distruggere dalle cellule immunitarie.
Christoph Burgstedt/Shutterstock.com

L’immunità adattativa è il motivo per cui le persone sono in grado di guarire dalle infezioni e di solito non si ammalano due volte a causa della stessa malattia, come nel caso della varicella. Tuttavia, alcuni agenti patogeni possono ingannare il nostro sistema immunitario e causare malattie più di una volta. Ad esempio, il virus dell’influenza muta rapidamente e i nuovi ceppi hanno antigeni diversi che le cellule immunitarie e gli anticorpi non riescono a riconoscere. Altri agenti patogeni, come il Mycobacterium tuberculosis (che causa la TB o tubercolosi) e il virus dell’immunodeficienza umana (HIV), si nascondono all’interno delle cellule dell’ospite dove il sistema immunitario non riesce a trovarli.

Come funzionano i vaccini?

I vaccini attivano la risposta immunitaria adattativa allo stesso modo dei patogeni, ma senza il rischio di contrarre un’infezione. Non ci fanno ammalare perché i vaccini contengono agenti patogeni modificati o indeboliti o solamente la porzione antigenica. Tuttavia, il tuo sistema immunitario sviluppa comunque cellule B e anticorpi specifici, che attaccheranno il vero agente patogeno qualora esso dovesse fare il suo ingresso nell’organismo.

Tipi di vacciniContenutoEsempio
Vivo attenuatoPatogeno vivo ma indebolitoFebbre tifoide, Morbillo, Parotite
InattivoPatogeno morto o inattivatoInfluenza, Epatite A
Anatossina o tossoideTossina inattivata di un patogenoDifterite, Pertosse, Tetano
SubunitàUna parte del patogeno (antigene)Epatite B, Febbre tifoide
Acido nucleicoAntigene codificato geneticamenteEbola, COVID-19
Esistono numerose strategie di sviluppo di vaccini che conducono alla sintesi diversi tipi di vaccino.[1]

Quando si sceglie una strategia di produzione di un vaccino, è necessario considerare diversi aspetti, come ad esempio:

  • Può essere somministrato in sicurezza a persone con un sistema immunitario indebolito?
  • È sufficiente una dose (o una serie di dosi) o sono necessarie successivi richiami per mantenere l’immunità?
  • Quali sono gli effetti collaterali?
  • Il vaccino necessita di una conservazione speciale, come una temperatura molto fredda?

Ogni vaccino sviluppato si comporta in modo leggermente diverso e deve essere accuratamente testato, ma i diversi tipi hanno anche alcune proprietà generali da considerare.

Vaccini vivi, attenuati

Contengono un agente patogeno attenuato che non causa malattie nelle persone sane.

  • Vantaggi: contengono molti antigeni e innescano una forte risposta immunitaria; una o due dosi di solito sono sufficienti per una protezione per tutta la vita
  • Svantaggi: possono causare più effetti collaterali; non sono sicuri per le persone con sistema immunitario indebolito; la conservazione può essere difficoltosa

Vaccini inattivati

Utilizzano un patogeno morto o inattivato

  • Vantaggi: sicuro per le persone con un sistema immunitario debole
  • Svantaggi: può fornire una protezione più debole rispetto ai vaccini vivi attenuati; potrebbero essere necessarie dosi di richiamo

Vaccini con tossoidi o anatossine

Si basano sulle tossine prodotte dai batteri, che possono essere peptidi, proteine o altre molecole. Il tossoide è una tossina modificata che non è altrettanto pericolosa ma provoca la stessa risposta immunitaria.

  • Vantaggi: non presentano alcun agente patogeno, quindi sono sicuri per le persone che presentano un sistema immunitario debole
  • Svantaggi: sono necessarie dosi di richiamo; non utilizzabili con i virus (non producono tossine)

Vaccini a subunità

Contengono solo un antigene invece che l’intero patogeno

  • Vantaggi: attivano fortemente la risposta immunitaria; sicuri per le persone con un sistema immunitario debole
  • Svantaggi: sono necessarie dosi di richiamo; può essere difficile isolare antigeni specifici che inducono una risposta immunitaria sufficiente

Vaccini ad acidi nucleici

Questa nuova tecnologia utilizza materiale genetico – una piccola porzione di mRNA o DNA – che contiene istruzioni per le cellule umane su come produrre una proteina (antigene) dall’agente patogeno. Questi vaccini non modificano il nostro DNA; dopo che l’antigene è stato prodotto dalle nostre cellule, il piccolo pezzo di DNA/RNA del vaccino si degrada.

  • Vantaggi: possono essere rapidamente adattati a nuovi agenti patogeni e prodotti su larga scala; ideali per patogeni nuovi o che mutano rapidamente
  • Svantaggi: alcuni vaccini a RNA devono essere conservati a –20°C o –70°C; potrebbero essere necessarie dosi di richiamo

Un sottotipo, il vaccino a vettore virale, utilizza un virus modificato (vettore) per trasportare le sequenze di acido nucleico del virus bersaglio nelle nostre cellule. Questi vettori virali vengono modificati in modo che non possano replicarsi nel nostro corpo; trasportano semplicemente il DNA/RNA del vaccino e poi si degradano.

La maggior parte della più recente generazione di vaccini richiede una dose di richiamo, in ogni caso si tratta prevalentemente di una problematica logistica e questi vaccini comunque danno una buona protezione.

Tipo di vaccinoVaccino COVID-19
Vaccino con virus inattivatoSinopharm, SinoVac
Vaccino a vettore viraleSputnick V, Johnson & Johnson, AstraZeneca
Vaccino a base di mRNABioNTech/Pfizer, Moderna

Sviluppo del vaccino

Non tutte le strategie di vaccinazione funzionano contro tutte le malattie e non sono ancora disponibili vaccini approvati contro alcuni agenti patogeni, come l’HIV. C’è sempre un elemento di fortuna in gioco e il tempo necessario per sviluppare un nuovo vaccino può variare notevolmente.

Per il vaccino contro il morbillo, la creazione del virus attenuato – che rappresenta solo il primo passaggio per lo sviluppo del vaccino – ha richiesto 10 anni. Per sviluppare i vaccini contro gli agenti eziologici della febbre tifoide e dell’epatite B, ci sono voluti circa 100 e 15 anni.[2] Il più veloce vaccino ad essere stato sviluppato era stato in precedenza quello per la parotite che ha previsto quattro anni di lavoro; questo record è stato battuto dallo sviluppo deivaccini legati al COVID-19, per la cui produzione è stato impiegatomeno di un anno.

Questo brevissimo tempo di sviluppo e il fatto che si tratti dei primi vaccini a mRNA approvati ha generato dubbi in alcune persone: perché è stato sviluppato così velocemente ed ancora, si tratta di una tecnologia sicura? Tuttavia, ci sono diversi motivi per cui è stato possibile sviluppare i vaccini COVID-19 così velocemente senza comprometterne la sicurezza:

  1. Gli scienziati hanno lavorato per decenni allo sviluppo di vaccini a mRNA.[3] Migliorare la stabilità e ideare un metodo per inviare l’mRNA nelle cellule è stato un processo lungo, ma dato che questa tecnologia era già vicina all’essere pronta, adattarla per il SARS-CoV-2 è stato rapido.
  2. Nell’emergenza globale della pandemia di COVID-19, migliaia di ricercatori in tutto il mondo hanno collaborato per trovare una soluzione.Inoltre, sono stati investiti enormi finanziamenti governativi e, sebbene siano stati eseguiti tutti i test normativi standard, alcuni sono stati eseguiti in parallelo anziché uno successivo all’altro per risparmiare tempo.[2]
  3. Anche il lavoro precedente svolto con coronavirus simili come quelli che causano la sindrome respiratoria acuta grave (SARS) e la sindrome respiratoria mediorientale (MERS) ha contribuito allo sviluppo di vaccini contro il virus che provoca il COVID-19.

Che cos’è l’immunità di gregge?

Quando la maggior parte di una popolazione diventa immune ad un agente patogeno, anche coloro che non sono immuni sono protetti perché le persone con immunità di solito non diffondono l’infezione. Questo effetto è chiamato immunità di gregge e dipende dalla contagiosità della malattia: più la malattia si diffonde facilmente, maggiore sarà la percentuale della popolazione che deve essere immune per proteggere tutti. Ci sono due modi per ottenere l’immunità di gregge: attraverso l’infezione (immunità naturale) o tramite la vaccinazione. Il problema con l’immunità naturale è che le persone devono effettivamente contrarre la malattia, che in alcuni casi può essere pericolosa o addirittura mortale.

I vaccini non proteggono solo i singoli individui: prevengono anche la diffusione della malattia attraverso la comunità. Più persone vengono vaccinate, migliore è la protezione indiretta delle persone non vaccinate come bambini piccoli o pazienti immunocompromessi.
Tkarcher/WikimediaCC BY-SA 4.0

La diffusione di molte malattie infettive, come il morbillo, la parotite, la poliomielite e la varicella, è stata efficacemente fermata dalla vaccinazione e dall’immunità di gregge. Tuttavia, ciò non significa che la vaccinazione per queste malattie possa interrompersi. Se il tasso di vaccinazione diminuisce, l’immunità di gregge scomparirà e si verificheranno nuovi focolai, come avvenuto con il morbillo negli Stati Uniti nel 2019.[4]

È importante capire che solo lo sviluppo di anticorpi mirati attraverso la vaccinazione (o l’infezione) può proteggerti in modo affidabile dal contrarre una malattia infettiva. Nonostante le affermazioni pubblicitarie fatte da alcune aziende sui “rimedi naturali di potenziamento immunitario”, queste non forniscono una protezione reale.[5,6]

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References

[1]Informazioni sui tipi di vaccini sul sito web Vaccine Knowledge Project dell’Università di Oxford: https://vk.ovg.ox.ac.uk/vk/types-of-vaccine.

[2]Un articolo su come lo sviluppo del vaccino COVID-19 potrebbe cambiare la ricerca in futuro in questo articolo di approfondimento su Naturehttps://www.nature.com/articles/d41586-020-03626-1.

[3]Un video sulla ricerca alla base dello sviluppo del vaccino COVID-19: https://youtu.be/XPeeCyJReZw.

[4]Un articolo sull’immunità di gregge della John Hopkins Bloomberg School of Public Health:  https://www.jhsph.edu/covid-19/articles/achieving-herd-immunity-with-covid19.html.

[5]Una notizia della BBC sul perché i rimedi basati sul potenziamento delle risposte immunitarie non funzionano: https://www.bbc.com/future/article/20200408-covid-19-can-boosting-your-immune-system-protect-you.

[6]Un articolo di sul perché il potenziamento del sistema immunitario innato sarebbe una idea sbagliata https://slate.com/technology/2014/12/boost-your-immunity-cold-and-flu-treatments-suppress-innate-immune-system.html.

Resources

Author(s)

La dott.ssa Katalin Paréj ha conseguito un dottorato di ricerca in immunologia presso l’Università Eötvös Loránd, Budapest, Ungheria. Ha studiato i meccanismi molecolari e cellulari del sistema immunitario innato e successivamente ha lavorato presso un’azienda biotecnologica, dove ha sviluppato protocolli di purificazione anticorpale e metodi di monitoraggio dell’efficacia della vaccinazione. Attualmente lavora come biocuratrice concentrandosi sulle interazioni molecolari dei recettori umani.


Review

For more than one year the whole planet mourned and still mourns millions of people dying from virus infection. All of us lived and some still live tough lockdowns with all their negative effects on people and on their lives. All of us were, some still are, concerned about the new mRNA vaccines, how safe they are, or if we should be or not vaccinated.

Misunderstandings must be cleared so ignorance can and must be replaced with scientific knowledge. The average life expectancy has increased in the last decades and one of the reasons is population vaccinations. We must understand that science was and still is crucial in optimizing human’s life quality.


Alina Giantsiou – Kyriakou, Biology teacher, Kykkos B’ Lyceum Nicosia, Cyprus




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