Qual è il vaccino sviluppato dal MIT e dai ricercatori israeliani che promette di essere accessibile e facile da produrre

L'accesso ai vaccini è stato uno degli ostacoli che i paesi hanno dovuto superare non appena le prime formulazioni per COVID-19 sono state autorizzate in caso di emergenza.

Più di un anno dopo l'inizio delle prime dosi, e sebbene un gran numero di persone nella maggior parte dei paesi sia già stato immunizzato e sia protetto contro le forme gravi della malattia, in molte parti del mondo è ancora necessario acquistare vaccini per applicarli alla popolazione.

In questo contesto, un nuovo vaccino sviluppato presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) e il Beth Israel Deaconess Medical Center negli Stati Uniti può contribuire a questi sforzi offrendo un'alternativa economica, facile da conservare ed efficace per prevenire la malattia, secondo studi precoci.

In un recente articolo pubblicato sulla rivista Science Advances, i ricercatori hanno riferito che il vaccino, che comprende frammenti della proteina spike SARS-CoV-2 disposti in una particella simile a un virus, ha causato una forte risposta immunitaria nei test sugli animali e li ha protetti dai virus.

Come hanno spiegato gli sviluppatori, il vaccino è stato progettato in modo che possa essere prodotto dal lievito, utilizzando strutture di fermentazione già esistenti in tutto il mondo. Il Serum Institute in India, il più grande produttore mondiale di vaccini, ora produce grandi quantità di vaccino e prevede di condurre una sperimentazione clinica in Africa.

«C'è ancora una popolazione molto numerosa che non ha accesso ai vaccini contro il COVID. I vaccini a subunità a base di proteine sono una tecnologia consolidata ea basso costo in grado di fornire un approvvigionamento costante ed è accettata in molte parti del mondo «, hanno affermato J. Christopher Love, professore presso Raymond A. e Helen E. St. Laurent, specialista in ingegneria chimica presso il MIT e membro del Koch Institute for Comprehensive Cancer Research e del Ragon Institute di MGH, MIT e Harvard.

Love e Dan Barouch, direttore del Center for Virology and Vaccine Research presso il Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) e professore alla Harvard Medical School, sono gli autori principali dell'articolo. Sono supportati nella ricerca dagli studenti laureati del MIT Neil Dalvie e Sergio Rodríguez-Aponte, e Lisa Tostanoski, da un programma post-dottorato presso il BIDMC.

Il laboratorio di Love, in stretta collaborazione con il laboratorio di Barouch al BIDMC, ha iniziato a lavorare su un vaccino COVID-19 all'inizio del 2020. Il loro obiettivo era produrre un vaccino non solo efficace ma anche facile da produrre. A tal fine, si sono concentrati sui vaccini a subunità proteica, un tipo di immunizzazione costituito da piccoli frammenti di proteine virali. Diversi vaccini esistenti, incluso uno contro l'epatite B, sono stati prodotti utilizzando questo metodo.

«In luoghi in tutto il mondo in cui il costo rimane una sfida, i vaccini subunità possono affrontare questo problema», ha affermato Love. Potrebbero anche risolvere alcuni dubbi sui vaccini basati su tecnologie più recenti».

Un altro vantaggio dei vaccini a subunità proteica è che spesso possono essere conservati in frigoriferi e non richiedono temperature di conservazione ultra fredde, così come quelli per l'RNA messaggero.

«I vaccini autorizzati SARS-CoV-2 continuano ad essere meno disponibili nei paesi a basso e medio reddito a causa dell'insufficiente offerta, dei costi elevati e dei requisiti di conservazione», hanno osservato gli autori nella pubblicazione nelle loro conclusioni. L'immunità globale potrebbe ancora beneficiare di nuovi vaccini che utilizzano adiuvanti sicuri e ampiamente disponibili, come le subunità di allume e proteine, adatti per la produzione a basso costo negli impianti di produzione esistenti».

Per il loro vaccino subunità, i ricercatori hanno deciso di utilizzare una piccola parte della proteina della punta SARS-CoV-2, il dominio di legame del recettore (RBD). All'inizio della pandemia, gli studi sugli animali hanno suggerito che questo frammento proteico da solo non avrebbe prodotto una forte risposta immunitaria, quindi per renderlo più immunogenico (cioè, per guidare una risposta immunitaria ancora migliore), il team ha deciso di visualizzare molte copie della proteina in uno particelle simili a virus.

A questo scopo, hanno scelto l'antigene di superficie dell'epatite B come loro scaffold e hanno dimostrato che, quando rivestito con frammenti RBD di SARS-CoV-2, questa particella ha generato una risposta molto più forte della sola proteina RBD.

I ricercatori volevano anche assicurarsi che il loro vaccino potesse essere prodotto in modo semplice ed efficiente. Molti vaccini a subunità proteica sono prodotti utilizzando cellule di mammiferi, che potrebbe essere più difficile da lavorare. Il team del MIT ha progettato la proteina RBD in modo che potesse essere prodotta dal lievito Pichia pastoris, che è relativamente facile da coltivare in un bioreattore industriale.

Ciascuno dei due componenti del vaccino, il frammento proteico RBD e la particella dell'epatite B, possono essere prodotti separatamente nel lievito. Quindi, a ciascun componente, i ricercatori hanno aggiunto un tag peptidico specializzato che si lega con un tag trovato sull'altro componente, consentendo ai frammenti RBD di legarsi alle particelle virali dopo che ciascuno è stato prodotto.

«Una delle cose fondamentali che separa il nostro vaccino dagli altri vaccini è che le strutture per la produzione di vaccini in questi organismi di lievito esistono già in parti del mondo in cui i vaccini sono ancora più necessari oggi», ha detto Dalvie.

Una volta che i ricercatori avevano pronto il loro candidato vaccino, lo hanno testato in un piccolo studio su primati non umani. Per questi studi, hanno combinato il vaccino con adiuvanti già utilizzati in altri vaccini: idrossido di alluminio (allume) o una combinazione di allume e un altro adiuvante chiamato CpG.

In questi studi, i ricercatori hanno dimostrato che il vaccino ha generato livelli di anticorpi simili a quelli prodotti da alcuni dei vaccini COVID-19 autorizzati, incluso il vaccino Johnson e Johnson. Hanno anche scoperto che quando gli animali sono stati esposti a SARS-CoV-2, le cariche virali negli animali vaccinati erano molto più basse di quelle osservate negli animali non vaccinati.

E mentre la formulazione testata in uno studio clinico di fase 1 in Australia utilizzava un frammento RBD basato sulla sequenza del ceppo originale SARS-CoV-2 emerso alla fine del 2019, i ricercatori hanno quindi incorporato due mutazioni (simili a quelle identificate nelle varianti naturali Delta e Lambda) che il team in precedenza ha scoperto di migliorare la produzione e l'immunogenicità rispetto alla sequenza ancestrale, per gli studi clinici di fase 1/2 pianificati.

L'approccio di attaccare un immunogeno RBD a una particella simile a un virus offre un sistema simile a «plug-and-show» che potrebbe essere utilizzato per creare vaccini simili, dicono i ricercatori.

«Potremmo fare mutazioni che sono state osservate in alcune delle nuove varianti, aggiungerle al RBD ma mantenere l'intero quadro lo stesso e creare nuovi vaccini candidati», ha spiegato Rodriguez-Aponte, che ha sottolineato che «questo dimostra la modularità del processo e l'efficienza con cui può modificare e creare nuovi candidati».

Se gli studi clinici dimostrano che il vaccino fornisce un'alternativa sicura ed efficace ai vaccini a RNA esistenti, i ricercatori sperano che non solo sia utile per vaccinare le persone in paesi che attualmente hanno un accesso limitato ai vaccini, ma consentano anche la creazione di booster che offrirebbe protezione contro una più ampia varietà di varianti di SARS-CoV-2 o altri coronavirus.

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