Vaccini a mRNA Anti COVID-19: Come Funzionano, Efficacia e Sicurezza

Introduzione

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Con la pandemia di COVID-19 iniziata nei primi mesi del 2020, numerose compagnie tecnologiche di tutto il Mondo hanno dato avvio a un percorso di sperimentazione mirato alla realizzazione di un vaccino efficace e sicuro contro SARS-CoV-2.

In principio, il prospetto relativo ai tempi di attesa per i primi vaccini era più di un anno.
Tuttavia, alcune aziende farmaceutiche e biotecnologiche coinvolte nella sperimentazione hanno bruciato le tappe e sono riuscite a distribuire i primi preparati vaccinali approvati già tra la fine di dicembre 2020 e gennaio 2021.

A Febbraio 2022, sono cinque i vaccini anti-COVD-19 approvati e in distribuzione, e diversi quelli ancora al vaglio della sperimentazione clinica o in attesa di approvazione.

Questo articolo si propone di analizzare in modo semplice una specifica tipologia di vaccini anti-COVID-19: i vaccini a mRNA (o vaccini a RNA).

La biotecnologia dei vaccini a mRNA è alla base di due dei cinque tipi di vaccinazione approvati e distribuiti attualmente (Febbraio 2022); più nello specifico, si sta parlando di Comirnaty Pfizer/BioNTech e Spikevax (ex Moderna).

Cosa sono

Cos’è un Vaccino a mRNA?

La vaccinazione rappresenta una delle più importanti conquiste della medicina moderna, in quanto ha permesso di ridurre in modo significativo l'incidenza di numerose malattie infettive, alcune delle quali dall'alto tasso di mortalità (o comunque responsabili di gravi conseguenze sulla salute).

Di recente realizzazione, i vaccini a mRNA sono vaccini innovativi, che si discostano di molto dai preparati vaccinali tradizionali.

Se i vaccini tradizionali attivano la risposta immunitaria grazie alla presenza del microrganismo morto o indebolito, oppure di una sua componente fondamentale (es: una proteina), i vaccini a mRNA sfruttano tutt'altra strategia per creare l'immunizzazione: essi contengono una sequenza di RNA messaggero (mRNA) bioingegnerizzata, codificante per una specifica proteina dell'agente infettivo e capace di utilizzare l'apparato per la sintesi proteica (ribosomi) presente nelle cellule umane; con la loro somministrazione, l'RNA messaggero entra nelle cellule umane e impartisce a queste le istruzioni per la sintesi della proteina dell'agente infettivo, la quale, una volta prodotta, agirà da antigene, cioè da innesco del sistema immunitario e del conseguente processo di immunizzazione.

I vaccini a mRNA, quindi, contengono una sequenza di RNA messaggero che, all'interno delle cellule umane, innesca la produzione di una proteina dell'agente infettivo capace di stimolare, come fosse un normale antigene, la produzione degli anticorpi e dei linfociti T necessari all'immunizzazione.

Evento fondamentale per l'innesco della risposta immunitaria è l'esposizione della proteina codificata sulla superficie cellulare.

Le applicazioni dei vaccini a mRNA, tra l'altro, non si limitano alla microbiologia: diversi studi condotti sulla tecnologia sopra descritta hanno evidenziato che i vaccini a mRNA sarebbero sfruttabili con risultati confortanti anche nella cura del cancro, rappresentando, nel caso in questione, una sorta di immunoterapia.

Il grande interesse verso i vaccini a mRNA nasce dal fatto che, rispetto ai vaccini tradizionali, sono significativamente più veloci ed economici da produrre, e, se li si confronta con i vaccini attenuati, anche più sicuri.

Vaccini a mRNA Anti COVID-19

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Vaccini approvati

Senza dubbio, i vaccini a mRNA hanno acquisito notorietà con la pandemia di COVID-19: appartengono infatti a questa categoria i primissimi vaccini contro SARS-CoV-2 approvati e distribuiti nel Mondo (fine dicembre 2020 – inizio gennaio 2021).

A Febbraio 2022, i vaccini a mRNA in uso per le campagne vaccinali in Europa sono gli stessi due di inizio campagna vaccinale: Comirnaty Pfizer/BioNTech e Spikevax (ex Moderna).

Comirnaty Pfizer BioNTech è, di fatto, il primo vaccino contro SARS-CoV-2 autorizzato (21 dicembre 2020, giorno dell'autorizzazione EMA), mentre Moderna è il secondo (6 gennaio 2021, giorno dell'autorizzazione EMA).

Vaccini in attesa di approvazione

Attualmente, sono in corso i trials clinici per almeno altri tre vaccini a mRNA: Imperial della Imperial College London, CVnCoV Vaccine di Curevac e INO-4800 di INOVIO Pharmaceuticals.

Come Funzionano

Vaccini a mRNA Anti COVID-19: Come Agiscono?

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La proteina spike di SARS-CoV-2 mentre si lega alle cellule umane.

I vaccini a mRNA anti COVID-19 attualmente in uso contengono sequenze di RNA messaggero che codificano per una versione innocua (dal punto di vista infettivo) della proteina spike di SARS-CoV-2.

Anche nota come proteina S, spike è la proteina presente sulla superficie esterna di SARS-CoV-2 che permette a quest'ultimo di legarsi alle cellule dell'ospite (ossia l'essere umano) e penetrarvi per iniziare il processo replicativo e completare l'infezione.

Con la somministrazione del preparato vaccinale, gli RNA messaggeri entrano nelle cellule umane, e grazie alle loro peculiari caratteristiche, cominciano a interagire con l'apparato per la sintesi proteica presente, con lo scopo di creare la proteina spike.

La sintesi di una proteina da una sequenza di mRNA è un processo biologico fondamentale alla vita, il cui nome è traduzione.

Spike rappresenta un antigene per le cellule umane; di conseguenza, quest'ultime provvedono a esporla sulla superficie della membrana plasmatica, così che il sistema immunitario riesca ad accorgersi della sua presenza e innescare la produzione di anticorpi e linfociti T.

In immunologia, è detta antigene qualsiasi sostanza riconosciuta come estranea e in grado di innescare il sistema immunitario.

La risposta immunitaria messa in atto tramite la strategia dei vaccini a mRNA anti COVID-19 mima quella scatenata dall'infezione naturale, producendo un'immunizzazione contro SARS-CoV-2.

Il tutto avviene, ovviamente, senza il verificarsi dell'infezione: come anticipato, infatti, le sequenze di mRNA codificano per una proteina virale capace di stimolare una risposta immunitaria valida, ma innocua dal punto di vista infettivo.

L'immunizzazione fornita da un vaccino si basa sulla produzione delle cosiddette cellule della memoria immunitaria (tra cui figurano una classe particolare di anticorpi e linfociti T).
Come suggerisce il nome, queste cellule "ricordano" l'interazione con un agente infettivo o una sua componente e, a un secondo incontro con uno di questi, sono già pronte a intervenire e interrompere il processo d'infezione.

Dopo l'innesco del sistema immunitario secondo le modalità sopra descritte, le cellule della persona vaccinata cominciano in modo del tutto fisiologico a eliminare le sequenze di mRNA introdotte col vaccino, fino a che di esse non vi è più traccia.

Somministrazione

Come si somministrano i Vaccini a mRNA Anti COVID-19?

I vaccini a mRNA anti COVID-19 sono preparati vaccinali realizzati per la somministrazione tramite iniezione intramuscolo.

La sede di somministrazione intramuscolo è la parte superiore del braccio, sulla spalla.

Vaccini a mRNA Anti COVID-19 e Dosaggio

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Per entrambi i vaccini a mRNA anti COVID-19 attualmente disponibili, il ciclo vaccinale standard (o più propriamente ciclo vaccinale primario) prevede due dosi da effettuarsi entro un arco temporale l'una dall'altra non inferiore a 21 giorni e non superiore ai 42; volendo essere più precisi, tra le due iniezioni di Comirnaty Pfizer/BioNTech dovrebbero trascorrere almeno 21 giorni, mentre tra i due dosaggi di Moderna ne dovrebbero passare almeno 28 (per entrambi i preparati vaccinali, i 42 giorni rappresentano il limite temporale massimo entro il quale fare la seconda dose).

Un dosaggio doppio serve ad aumentare la qualità della protezione contro SARS-CoV-2; infatti:

• La prima dose ha lo scopo di far "conoscere" il virus al sistema immunitario umano, il quale organizza le prime difese anticorpali.
• La seconda dose ha la finalità di elevare la qualità e la quantità degli anticorpi sviluppati dopo il primo dosaggio.

Dose Booster (o Dose di Richiamo)

A seguito dell'aumento dei contagi da SARS-CoV-2 osservato negli ultimi mesi del 2021 e per via della diffusione della variante Omicron, molti Paesi del Mondo - Italia compresa - hanno ritenuto necessario implementare la campagna vaccinale aggiungendo, a completamento del ciclo vaccinale primario, un'ulteriore dose di vaccino.

Si sta parlando della dose booster, anche detta dose di richiamo o terza dose (quest'ultima definizione è impropria).

La dose booster ha lo scopo di mantenere o ripristinare, a distanza di alcuni mesi dal completamento del ciclo vaccinale primario o dalla guarigione da COVID-19, un livello idoneo di risposta immunitaria.

In Italia, attualmente, i tempi minimi stabiliti dal Governo per sottoporsi alla la terza dose sono dopo 120 giorni dal completamento del ciclo vaccinale primario o dalla guarigione da COVID-19; in origine, il lasso temporale era maggiore (si partì da 6 mesi), ma le evidenze a supporto hanno decretato che fosse opportuno ridurre l'intervallo temporale a circa 4 mesi.

Vaccini a mRNA Anti COVID-19 ed Età di Somministrazione

Vaccino Comirnaty Pfizer/BioNTech

Attualmente, Comirnaty Pfizer/BioNTech ha ricevuto l'approvazione per la somministrazione in:

• Adulti,
• Adolescenti appartenenti alla fascia di età 12-17 anni e
• Bambini di 5-11 anni.

A cavallo tra Gennaio e Febbraio 2022, Pfizer (l'azienda produttrice di Comirnaty) ha chiesto, per adesso alla FDA (Food and Drug Administration), l'approvazione per l'utilizzo del vaccino anche nei bambini di età compresa tra i 2 e i 5 anni.

In Italia, Comirnaty Pfizer/BioNTech è somministrabile nelle categoria finora approvate.

Vaccino Moderna (Spikevax)

A Febbraio 2022, il vaccino Spikevax (ex Moderna) ha ricevuto l'approvazione soltanto per la somministrazione negli adulti e negli adolescenti di età superiore ai 12 anni.

Sicurezza ed Efficacia

I Vaccini a mRNA Anti COVID-19 sono Sicuri ed Efficaci?

I vaccini a mRNA anti COVID-19 attualmente in uso negli Stati Uniti e in Europa hanno ricevuto l'approvazione di FDA (Food and Drug Administration) ed EMA (Agenzia Europea del Farmaco); questo vuol dire che, sottoposti a tutti i test del caso, hanno soddisfatto gli standard di sicurezza ed efficacia.

Sicurezza

• I vaccini a mRNA non contengono un agente infettivo, né in forma uccisa né in forma attenuata, e neppure una sua proteina o un'altra componente potenzialmente infettante.
  Per gli esperti, questa caratteristica garantisce che non possano in alcun modo scatenare la malattia infettiva.
• L'RNA messaggero presente nei vaccini a mRNA non si integra con il genoma umano; dopo la produzione della proteina necessaria a stimolare il sistema immunitario, le cellule umane provvedono a degradare gli RNA messaggeri introdotti col vaccino, così che di essi non rimanga più traccia.
  Questa evidenza è emersa dagli studi scientifici condotti sui vaccini a mRNA.
• Le persone sane hanno dimostrato di tollerare bene i vaccini a mRNA, sviluppando pochi effetti collaterali.

Efficacia

• Gli studi attuali relativi ai vaccini a mRNA suggeriscono che questi preparati vaccinali generino una buona risposta immunitaria, in grado di difendere dagli agenti infettivi contro i quali sono stati realizzati.
• In base ai dati di una ricerca pubblicata su Pubmed e relativa all'efficacia del vaccino Moderna (dal titolo "Efficacy and Safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 Vaccine"), questo preparato vaccinale a mRNA avrebbe un'efficacia del 94,1%.
  Lo studio ha messo a confronto due campioni di 15.210 persone (30.420 totali), uno sottoposto al vaccino e uno trattato con placebo.
• In base ai dati di una ricerca pubblicata su Pubmed e relativa all'efficacia del vaccino Comirnaty Pfizer/BioNTech (dal titolo "Efficacy and Safety of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine"), questo preparato vaccinale a mRNA avrebbe un'efficacia del 95%.
  Lo studio ha messo a confronto un campione di 21.720 persone sottoposte al vaccino con un campione di 21.728 individui trattati con placebo.

Costi di produzione

• Come già affermato, i vaccini a mRNA si caratterizzano per costi e tempi di produzione decisamente inferiori rispetto ai vaccini tradizionali (es: vaccini inattivi, vaccini attenuati ecc.).
  Questa peculiarità li rende utili in situazioni come la pandemia di COVID-19, in cui c'è un rapido diffondersi in tutto il Mondo di un nuovo virus e c'è bisogno urgente di un'efficace misura di prevenzione.

Effetti Avversi

Vaccini a mRNA Anti COVID-19 ed Effetti Indesiderati

Come tutti i vaccini, anche i vaccini a mRNA possono avere effetti avversi, in alcuni casi anche severi (es: reazione allergica).
Tuttavia, le evidenze suggeriscono che, nella maggior parte dei casi, questi effetti collaterali siano di lieve o moderata entità e temporanei.

Si ricorda che la realizzazione di un qualsiasi vaccino nasce dall'intenzione di creare un farmaco efficace e sicuro, i cui eventuali effetti collaterali (presenti per ogni medicinale, che sia un vaccino o meno) comportino un rischio per la salute umana significativamente minore rispetto allo sviluppo della malattia infettiva contro cui dovrebbero immunizzare.

Effetti Avversi di Comirnaty Pfizer/BioNTech

Effetti indesiderati molto comuni (più di 1 persona ogni 10)

• Dolore e gonfiore nel sito di iniezione;
• Stanchezza;
• Cefalea;
• Mialgia (dolore muscolare);
• Brividi;
• Dolori articolari;
• Febbre;
• Diarrea.

Effetti indesiderati comuni (fino a 1 persona ogni 10)

• Nausea;
• Vomito;
• Rossore nel sito di iniezione.

Effetti indesiderati non comuni (fino a 1 persona ogni 100)

• Ingrossamento dei linfonodi;
• Malessere generale.
• Dolore al braccio;
• Insonnia;
• Prurito nel sito di iniezione;
• Reazioni allergiche quali eruzione cutanea o prurito;
• Sensazione di debolezza o mancanza di energia/sonno;
• Appetito ridotto;
• Sudorazione eccessiva;
• Sudorazione durante la notte.

Effetti indesiderati rari (fino a 1 persona ogni 1.000)

• Paresi facciale temporanea (paralisi di Bell);
• Reazioni allergiche quali orticaria o gonfiore del viso.

Effetti indesiderati molto rari (fino a 1 persona ogni 10.000)

• Infiammazione del muscolo cardiaco (miocardite) o infiammazione del rivestimento esterno del cuore (pericardite) che possono causare respiro corto, palpitazioni o dolore toracico.

Effetti indesiderati la cui incidenza non è ancora stata stimata

• Reazione allergica grave;
• Gonfiore esteso del braccio vaccinato;
• Gonfiore del viso (gonfiore del viso può manifestarsi in soggetti sottoposti in passato a iniezioni cosmetiche facciali a base di filler dermici);
• Reazione cutanea che causa macchie o chiazze rosse sulla pelle, che possono avere l'aspetto di un bersaglio o "occhio di bue" con un nucleo rosso scuro circondato da anelli rosso chiaro (eritema multiforme);
• Sensazione insolita sulla pelle, come sensazione di formicolio o pizzicore (parestesia);
• Diminuzione della sensibilità, specialmente della pelle (ipoestesia).

I dati attuali non permettono di delineare con precisione con quale incidenza si verifichino le reazioni allergiche da Comirnaty Pfizer/BioNTech; tuttavia, gli esperti ritengono che siano eventi molto rari.

Il più importante potenziale allergene presente in Comirnaty Pfizer/BioNTech è il polietilenglicole (PEG), anche noto come macrogol.

Effetti Avversi di Moderna

Effetti indesiderati molto comuni (più di 1 persona ogni 10)

• Dolore e/o gonfiore nel sito di iniezione;
• Gonfiore e dolorabilità sotto le ascelle;
• Indolenzimento e gonfiore a carico dei linfonodi ascellari presenti sul braccio in cui è stato iniettato il vaccino;
• Nausea;
• Vomito;
• Cefalea;
• Mialgia (dolore muscolare);
• Dolore e rigidità articolare;
• Brividi;
• Stanchezza;
• Febbre.

Effetti indesiderati comuni (fino a 1 persona ogni 10)

• Diarrea;
• Rash cutaneo;
• Eruzione cutanea, arrossamento o orticaria in corrispondenza del sito di iniezione (in alcuni casi possono verificarsi, in termini mediani, da 4 a 11 giorni dopo l'iniezione).

Effetti indesiderati non comuni (fino a 1 persona ogni 100)

• Ingrossamento dei linfonodi;
• Malessere generale;
• Prurito in corrispondenza del sito di iniezione.

Effetti indesiderati rari (fino a 1 persona ogni 1.000)

• Paresi facciale temporanea (paralisi di Bell);
• Gonfiore del viso (si osserva soprattutto nelle persone che ricorrono al filler facciale);
• Capogiro;
• Diminuzione del senso del tatto o della sensibilità

Effetti indesiderati molto rari (fino a 1 persona su 10.000)

• Infiammazione del cuore (miocardite) o infiammazione del rivestimento esterno del cuore
  (pericardite) che possono causare respiro corto, palpitazioni o dolore toracico.

Effetti indesiderati la cui incidenza non è ancora stata stimata

• Reazioni allergiche gravi con difficoltà respiratorie (anafilassi);
• Reazione del sistema immunitario di aumentata sensibilità o intolleranza (ipersensibilità);
• Rreazione cutanea che causa macchie o chiazze rosse sulla pelle, che possono avere l'aspetto di un bersaglio o "occhio di bue" con un nucleo rosso scuro circondato da anelli rosso chiaro (eritema multiforme).

I dati attuali non permettono di delineare con precisione con quale incidenza si verifichino le reazioni allergiche dovute alla somministrazione del vaccino Moderna; tuttavia, gli esperti ritengono che siano eventi molto rari.

Come in Comirnaty Pfizer/BioNTech, il più importante potenziale allergene presente in Moderna è il polietilenglicole (PEG).

Cosa Fare in caso di Allergia ai Vaccini a mRNA Anti COVID-19?

I foglietti illustrativi dei vaccini a mRNA anti COVID-19 attualmente distribuiti riportano che non dovrebbero vaccinarsi tutti coloro che presentano una forma nota di allergia verso una qualsiasi delle componenti contenute nei vaccini (N.B: in alcuni casi, è specificato "allergia grave").

In quei soggetti che hanno sviluppato una reazione allergica non prevista alla prima dose (in quanto non erano a conoscenza di presentare allergia o ipersensibilità), la vaccinazione deve essere sospesa, quindi non è possibile somministrare la seconda dose del vaccino.

Reazione Allergica da Vaccino a mRNA Anti COVID-19: i Sintomi

I sintomi e i segni identificativi di una reazione allergica scatenata dai vaccini a mRNA anti COVID-19 sono:

• Orticaria caratterizzata da prurito;
• Gonfiore del volto e della lingua;
• Difficoltà respiratoria.

Il soggetto con una reazione allergica grave a una componente del vaccino a mRNA anti COVID-19 necessita di cure mediche immediate, in quanto è in atto una situazione di emergenza pericolosa per la vita.

Protezione dalle Varianti

I Vaccini a mRNA Anti COVID-19 sono Efficaci contro le Nuove Varianti?

A partire da fine 2020, hanno cominciato a diffondersi in varie parti del Mondo, Italia compresa, alcune varianti di SARS-CoV-2, alle quali gli esperti hanno assegnato il nome di "varianti di preoccupazione".

Inizialmente, hanno destato grande timore la variante inglese o variante Alfa (B.1.1.7), la variante brasiliana o variante Gamma (P.1) e la variante sudafricana o variante Beta (B.1.351).

Successivamente, nella primavera del 2021, è comparsa la cosiddetta variante indiana o variante Delta (B.1.617.2), che in breve tempo è diventata preponderante sulle altre.

Verso la fine del 2021, infine, la variante Delta ha lasciato spazio alla variante Omicron, che è attualmente l'ultima variante di preoccupazione comparsa.

Tutte queste varianti sono il risultato di mutazioni del genoma virale, soprattutto a carico della proteina Spike (proteina S), ossia la stessa proteina "sfruttata" dai vaccini a mRNA per innescare la produzione di anticorpi e linfociti T della memoria.

Gli studi a riguardo hanno evidenziato che alcune mutazioni a carico della proteina Spike hanno conferito a SARS-CoV-2 la capacità di eludere le difese immunitarie prodotte tramite la vaccinaizone o a seguito di una precedente infezione.

Di conseguenza, le aziende farmaceutiche produttrici dei vaccini a mRNA anti COVID-19 hanno avviato di volta in volta nuove ricerche finalizzate ad adattare/aggiornare i preparati vaccinali attuali alle nuove varianti preponderanti.