Immaginate un cerotto che sta sulla punta di un dito. Quando si applica sulla pelle, 400 micro-aghi che si trovano sulla sua superficie penetrano nella cute e iniettano il vaccino, poi si dissolvono senza lasciare traccia. Funziona così uno dei possibili vaccini contro COVID-19, si tratta in particolare di quello messo a punto dai ricercatori della University of Pittsburgh School of Medicine e a cui è stato dato il nome di PittCoVacc. È stato presentato oggi in una conferenza stampa, e sempre oggi l’articolo che descrive la ricerca è uscito sulla rivista EBioMedicine, pubblicata dal Lancet (Microneedle array delivered recombinant coronavirus vaccines: Immunogenicity and rapid translational development, Eun Kim et al).
PittCo Vacc fa parte di una vasta schiera di candidati che molti laboratori in tutto il mondo, compresa l’Italia, stanno cercando di mettere a punto in tempi rapidissimi per far fronte alla pandemia, seguendo strategie diverse, dal tradizionale uso di virus interi o di frammenti virali a tecniche innovative come i vaccini a DNA o RNA.
Questo, in particolare è nato dalla ricerca di armi da puntare contro altre patologie: “Ecco perché è importante finanziare la ricerca sui vaccini: non si sa mai da dove arriverà la prossima pandemia”, commenta Andrea Gambotto. Gambotto, uno degli autori dello studio, è italiano, si è laureato a Bari e poi è approdato negli Stati Uniti, per la precisione a Pittsburgh dove ha approfondito gli studi di genetica molecolare e biochimica. Negli anni passati si è occupato di altri coronavirus, in particolare quello della SARS e quello della MERS, e questa esperienza si è rivelata fondamentale oggi: “Questi due virus, strettamente connessi a SARS-CoV-2 – dice - ci hanno insegnato che una particolare proteina, chiamata spike, è importante per indurre l’immunità contro il virus. Sapevamo esattamente dove colpire questo nuovo virus”.
L’approccio seguito è quello del vaccino ricombinante, già utilizzato per i normali vaccini antiinfluenzali. Si tratta di produrre in laboratorio frammenti di proteine virali da somministrare poi alla persona per farle sviluppare la risposta immunitaria contro il virus. La proteina utilizzata n questo caso è proprio la spike. Come sappiamo, il virus SARS-CoV-2 mostra degli spuntoni sulla propria superficie che gli danno la nota forma a corona, ebbene queste punte sono formate proprio dalla proteina spike. Le differenze di SARS-CoV-2 rispetto ad altri coronavirus sembrano essere localizzate proprio su questa proteina. Frammenti della proteina spike vengono dunque prodotti in una cell factory e possono poi venire veicolati nell’organismo generando una risposta immunitaria.
Per ora gli studi sono stati effettuati sui topi, su cui si è visto che il vaccino ha generato una potente risposta anticorpale specifica contro SARS-CoV-2 a solo due settimane dalla vaccinazione. I modelli animali non sono stati ancora valutati sul lungo termine, ma i ricercatori sottolineano come i topi ai quali è stato somministrato il vaccino contro il MERS-CoV hanno prodotto un livello sufficiente di anticorpi per neutralizzare il virus per almeno un anno, e finora i livelli di anticorpi nei modelli vaccinati contro il SARS-CoV-2 sembrano seguire lo stesso andamento.
L’altro elemento interessante di questo possibile vaccino è la modalità di somministrazione. Si utilizza infatti un cerotto delle dimensioni di un polpastrello che è coperto sulla superficie da 400 minuscoli aghi che somministrano i frammenti virali attraverso la cute. I micro-aghi, fatti interamente di glucosio e frammenti di proteina, si dissolvono poi nell’epidermide. Secondo Louis Falo, dermatologo che ha partecipato alla ricerca, è un’operazione indolore: “più o meno come la sensazione del velcro sulla pelle.”
La terza caratteristica della creazione della Pittsburgh University è che la sua produzione è un sistema scalabile, ovvero può far fronte a un forte aumento della richiesta. I frammenti di proteina sono realizzati da una "cell factory" con moltissimi strati di cellule progettate per esprimere la proteina che interessa. La purificazione della proteina può anche essere effettuata su scala industriale. Inoltre, una volta prodotto, il vaccino può rimanere a temperatura ambiente fino al suo utilizzo, eliminando la necessità di refrigerazione durante il trasporto o lo stoccaggio: “Per la maggior parte dei vaccini – commenta Gambotto – non è inizialmente necessario affrontare la questione della scalabilità, ma quando si tenta di sviluppare rapidamente un vaccino contro una pandemia, questa è la prima condizione necessaria”.
Lo studio è stato finanziato dal National Institute of Allergy and Infectious Diseases, dal National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases, e dal National Cancer Institute. Ora gli autori hanno presentato la richiesta di approvazione di nuovo farmaco sperimentale alla FDA americana in previsione di iniziare uno studio clinico di Fase I sull’uomo nei prossimi mesi.
