La malattia da coronavirus (COVID-19), causata dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), continua a diffondersi a livello globale. Il numero totale di infezioni ha raggiunto 109,88 milioni a livello globale con 61,88 milioni segnalati come guariti. La rapida diffusione del patogeno e il crescente numero di casi evidenziano la necessità di un vaccino efficace e sicuro. Mentre gli sforzi di vaccinazione si stanno diffondendo in molti paesi, nuovi tipi di vaccini, come i vaccini con acido desossiribonucleico (DNA), sono in fase di ricerca. Tra le tecnologie disponibili per lo sviluppo di vaccini, la vaccinazione a DNA è un’alternativa ai vaccini tradizionali. Scoperti negli anni ’90, questi vaccini hanno suscitato l’interesse degli scienziati in tutto il mondo, grazie alla loro capacità di suscitare risposte immunitarie umorali e cellulari. Il principio di funzionamento di base dei vaccini a DNA prevede l’utilizzo di un plasmide di DNA che codifica per una proteina proveniente dal patogeno, in questo caso SARS-CoV-2. Il DNA plasmidico (pDNA) è poco costoso, stabile e sicuro, consentendo alla piattaforma non virale di essere considerata una buona opzione per la consegna genica.
Quando il SARS-CoV-2 è emerso alla fine di dicembre 2019, molti scienziati hanno iniziato a studiare il genoma del virus. Entro gennaio 2020 è stato pubblicato il genoma completo del virus. Per sviluppare vaccini efficaci, è essenziale comprendere la struttura del genoma del virus. Durante l’infezione, vengono stimolati e prodotti anticorpi contro le proteine N e S del virus. La proteina N copre il genoma virale ed è coinvolta nel rilascio di particelle virali nelle cellule. Nel frattempo, la proteina S gioca un ruolo fondamentale nella patogenesi legandosi alla cellula ospite attraverso il suo dominio di legame al recettore (RBD). Avvia il processo di infezione consentendo al virus di entrare nella cellula ospite per l’invasione e la replicazione. Tutti i vaccini a DNA testati negli studi clinici per COVID-19 utilizzano la proteina S come antigene. Complessivamente, ci sono 250 vaccini in fase di sviluppo per combattere la pandemia di coronavirus. Di questi, 181 sono in fase di sviluppo preclinico, mentre 69 sono in fase di valutazione clinica. Tra i vaccini nella valutazione clinica, dieci vaccini sono basati sul DNA.
Tra questi, un vaccino è in fase 3, il vaccino nCoV di Zydus Cadila. I vaccini nella fase di sperimentazione di fase 2/3 includono INO-4800 ad elettroporazione di Inovio Pharmaceuticals e il vaccino AG0301-COVID19 di AnGes/Takara Bio/Università di Osaka. Il vaccino a base di DNA nell’ambito della sperimentazione di fase 1/2 include il vaccino GX-19 del Genexine Consortium. Nel frattempo, il vaccino Covigenix VAX-001 di Entos Pharmaceuticals Inc., CORVax – Spike (S) Protein Plasmid DNA Vaccine di Providence Health & Services, vaccino a DNA orale bacTRL-Spike di Symvivo Corporation, GLS-5310 vaccino di GeneOne Life Science, Inc., il vaccino Covigen dell’Università di Sydney, Bionet Co. e Technovalia, e il COVID-eVax di Takis/Rottapharm Biotech è in fase 1 di sperimentazione umana. Uno dei vaccini, chiamato AG0301-COVID-19, utilizza uno schema di due immunizzazioni, la prima con una dose bassa e poi una dose alta. Entrambe le dosi vengono somministrati per via intramuscolare entro un intervallo di due settimane.
Un altro vaccino, l’INO-4800+, è stato sviluppato da Inovio Pharmaceuticals, che ha precedentemente sviluppato vaccini sperimentali contro il coronavirus della sindrome respiratoria mediorientale (MERS-CoV). L’attuale vaccino contro COVID-19 ha indotto risposte immunitarie sia cellulari che umorali osservate entro pochi giorni dopo una singola immunizzazione nei topi e nelle cavie durante i suoi test preclinici. Durante la sperimentazione umana di fase 1 del vaccino, è stato somministrato per via intradermica tramite elettroporazione. In questo studio, il vaccino ha dimostrato di indurre anticorpi neutralizzanti, bloccando il legame della proteina SARS-CoV-2 S al recettore ACE2. In questo tipo di vaccino, un gene di un virus o batterico viene utilizzato per stimolare il sistema immunitario. Quando il vaccino a DNA viene somministrato a un paziente, il meccanismo delle cellule produce una proteina virale o batterica, che il sistema immunitario riconosce come un corpo estraneo.
Da lì, il sistema immunitario ricorderà il corpo estraneo e potrà rilevarlo la prossima volta che entrerà nel corpo, prevenendo la malattia.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Chakraborty S et al. Advan Drug Deliv Rev 2021 Jan 25.
Awadasseid A et a. Int J Biol Sci. 2021 Jan; 17(1):97-106.
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Dott. Gianfrancesco Cormaci
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