Vaccino Anti COVID-19: le varie Tipologie e Come Funzionano

Vaccino Anti COVID-19: le varie Tipologie e Come Funzionano
Ultima modifica 15.03.2021
INDICE
  1. Introduzione
  2. Cos'è un Vaccino
  3. Tipi di Vaccino Anti COVID-19
  4. Vaccini a mRNA
  5. Vaccini a Vettore Virale
  6. Vaccini Inattivati
  7. Vaccini Attenuati
  8. Vaccini a Subunità
  9. Ulteriori informazione su Vaccino Anti COVID-19

Introduzione

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Con la pandemia di COVID-19 iniziata nei primi mesi del 2020, numerosi centri di ricerca 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.

Inizialmente, 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.

Ad aprile 2021, sono quattro i vaccini anti-COVD-19 approvati da FDA ed EMA e in distribuzione, e diversi quelli ancora al vaglio della sperimentazione clinica o in attesa di approvazione.

Questo articolo si propone di analizzare i tipi di vaccino anti-COVID-19 disponibili e quelli per i quali le ricerche sono ancora in corso, descrivendo in modo semplice il meccanismo di funzionamento di ciascuno.

Chiaramente, prima di entrare nel vivo della discussione, è bene rivedere a grandi linee cos'è un vaccino e qual è il principio di funzionamento delle vaccinazioni.

Per approfondire: Vaccino Nuovo Coronavirus: Ricerca e Approvazione

Cos'è un Vaccino

Vaccini: Cosa sono e Come Funzionano?

I vaccini sono preparati farmacologici, somministrabili per via parenterale od orale, che permettono di creare un'immunizzazione nei confronti di uno o più determinati patogeni infettivi (virus, batteri ecc.).

I vaccini sono realizzati per stimolare il sistema immunitario e produrre gli anticorpi necessari all'immunizzazione.

Per riuscire nel loro intento, i vaccini devono contenere qualcosa che appartenga al patogeno contro cui si vuole ottenere l'immunizzazione; meglio noto come antigene, questo qualcosa può essere:

  • Il patogeno stesso in forma attenuata (vaccini attenuati) o morta (vaccini inattivati);
  • La forma inattiva di una proteina, una tossina o un polisaccaride del microrganismo (vaccini a subunità o ad antigeni purificati);
  • Un tratto di materiale genetico del patogeno, ovviamente bioingegnerizzato in modo da risultare innocuo (vaccini a mRNA e vaccini a vettore virale).

L'antigene presente nei vaccini è tale da innescare l'attività immunitaria, ma non da provocare la malattia.

I vaccini non hanno effetto immediato; la risposta anticorpale, infatti, impiega dalle 2 alle 4 settimane per creare l'immunizzazione desiderata e necessaria a difendere dai patogeni.

Lo sapevi che…

I vaccini a mRNA sono anche detti vaccini genetici.

Tipi di Vaccino Anti COVID-19

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Quali sono le attuali Tipologie di Vaccino Anti COVID-19?

Ad aprile 2021, dei quattro vaccini anti COVID-19 approvati e in uso, due sono a mRNA (Comirnaty Pfizer/BioNTech e Moderna) e due a vettore virale (AstraZeneca/Vaxzevria e Janssen di Johnson & Johnson).

Per quanto concerne invece i vaccini anti COVID-19 ancora in fase di sperimentazione o in attesa di approvazione, in lista sono inclusi, oltre ad altri preparati a mRNA e a vettore virale, vaccini inattivati, vaccini attenuati e vaccini a subunità.

Per capire il virus: SARS-CoV-2: Struttura, Genoma e Proteine

Vaccini a mRNA

Come sono Fatti i Vaccini Anti COVID-19 a mRNA?

I vaccini anti COVID-19 a mRNA contengono quote di RNA messaggero (mRNA) di SARS-CoV-2 su cui sono conservate le istruzioni per la codifica di una specifica proteina del virus, nota come spike o proteina S.

Con la somministrazione di questi vaccini, l'mRNA entra nelle cellule del ricevente e, qui, in virtù delle sue caratteristiche, sfrutta l'apparato per la sintesi proteica (ribosomi ecc.) per codificare la proteina virale per la quale è stato specificatamente progettato.

La proteina virale prodotta è fondamentale a stimolare il sistema immunitario e la conseguente produzione di quegli anticorpi che serviranno a immunizzare da SARS-CoV-2.

La proteina virale codificata dall'mRNA del vaccino è bioingegnerizzata in modo tale da risultare innocua per chi riceve la vaccinazione (non causa la malattia), ma comunque in grado di innescare una risposta anticorpale utile all'immunizzazione.

Cos'è la Proteina Spike di SARS-CoV-2?

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.

Alcune considerazioni

  • In generale, i vaccini a mRNA richiedono bassi costi per la realizzazione e sono relativamente veloci da sviluppare.
    Questo spiega per quale motivo i primi preparati vaccinali contro SARS-CoV-2 appartengono a questa categoria.
  • I vaccini a mRNA devono essere conservati a basse temperature, per evitare che il prodotto si degradi e non sia più efficace.

Vaccini Anti COVID-19 a mRNA Approvati: Pfizer/BioNTech e Moderna

Come anticipato, ad aprile 2021, i vaccini a mRNA anti COVID-19 approvati e in uso sono due: Comirnaty Pfizer/BioNTech e Moderna.

Entrambi questi preparati vaccinali sono somministrati tramite iniezione intramuscolo e prevedono due dosi a distanza di alcune settimane l'una dall'altra; più precisamente, per quanto concerne il dosaggio, tra le due iniezioni di Comirnaty Pfizer/BioNTech devono trascorrere almeno 21 giorni, mentre tra i due dosaggi di Moderna ne devono passare almeno 28.

Comirnaty Pfizer/BioNTech è somministrabile agli adulti e agli adolescenti di età superiore ai 16 anni (non è utilizzabile in soggetti più giovani); Moderna, invece, è indicato a partire dai 18 anni (non è utilizzabile in individui più giovani).

Vaccini Anti COVID-19 a mRNA ancora in studio

Attualmente, sono in corso i trials clinici per un terzo vaccino a mRNA: Imperial della Imperial College London.

Sulla base delle informazioni del momento, per stimolare la risposta anticorpale, Imperial dovrebbe sfruttare mRNA codificanti la proteina spike, esattamente come Comirnaty Pfizer/BioNTech e Moderna.

Vaccini a Vettore Virale

Come sono Fatti i Vaccini Anti COVID-19 a Vettore Virale?

I vaccini anti COVID-19 a vettore virale sfruttano un virus (di solito un adenovirus), opportunamente reso inoffensivo, per introdurre nelle cellule di chi riceve la vaccinazione la sequenza di SARS-CoV-2 codificante per la già citata proteina spike.

In altre parole, c'è un virus che agisce da tramite per inserire nelle cellule della persona sottoposta a vaccino la sequenza di materiale genetico di SARS-CoV-2 che produce la proteina spike.

Dopo la somministrazione del preparato vaccinale, quello che avviene è simile a quanto osservato per i vaccini a mRNA:

  • La sequenza di materiale genetico di SARS-CoV-2 interagisce con l'apparato per la sintesi proteica proprio delle cellule della persona vaccinata;
  • Da questa interazione scaturisce la proteina spike;
  • La proteina spike rappresenta l'innesco per l'attivazione del sistema immunitario della persona vaccinata e l'avvio della produzione di anticorpi utili a immunizzare da SARS-CoV-2.

Ovviamente, anche in questi vaccini, la sequenza codificante per spike è bioingegnerizzata in modo da non provocare la malattia, ma da stimolare comunque la risposta anticorpale.

Alcune considerazioni

  • Salvo eccezioni, nella realizzazione dei vaccini a vettore virale i ricercatori tendono a preferire adenovirus non umani (es: di scimpanzé).
    La scelta di utilizzare virus non specifici per l'essere umano non è causale: un vaccino a vettore virale che sfrutta come tramite un virus umano rischia di risultare completamente inefficace se il soggetto ricevente, complice un'infezione del passato, possiede gli anticorpi contro quel dato virus vettore (gli anticorpi riconoscono il virus vettore del vaccino e lo neutralizzano, rendendo vana la vaccinazione).
    Gli adenovirus umani sono virus molto comuni, pertanto è facile che le persone presentino anticorpi specifici contro di loro.
  • I vaccini a vettore virale devono essere conservati a basse temperature, per evitare che il prodotto si degradi e non sia più efficace.
  • I ricercatori hanno impiegato la tecnologia dei vaccini a vettore virale per la realizzazione del primo vaccino contro l'ebola.

Vaccini Anti COVID-19 a Vettore Virale Approvati: AstraZeneca/Vaxzevria e Janssen

Ad aprile 2021, i vaccini a vettore virale approvati sono due: AstraZeneca (ribattezzato Vaxzevria dopo un breve periodo di sospensione a scopo puramente precauzionale) e Janssen di Johnson & Johnson.

Questi due preparati vaccinali presentano alcuni punti in comune e alcune importanti differenze.

In comune hanno:

  • La modalità di somministrazione, che è l'iniezione intramuscolo sul braccio, e
  • L'età alla quale è consegubile, che è 18 anni.

Le differenze, invece, sono:

  • Astrazeneca/Vaxzevria sfrutta un adenovirus di scimpinzé in veste di vettore virale e prevede due dosi a distanza di 4-12 settimane l'una dall'altra;
  • Janssen, invece, sfrutta l'adenovirus umano di tipo 26 e prevede una sola dose (primo vaccino anti COVID-19 monodose).

Raccomandazioni all'Uso di AstraZeneca/Vaxzevria

A causa del remoto rischio tromboembolico a cui è associato AstraZeneca/Vaxzevria nella popolazione di una certa età (motivo della sua sospensione temporanea a marzo 2021), il Ministero della Salute Italiano ha dichiarato recentemente di raccomandare l'utilizzo di questo vaccino a vettore virale nelle persone di età superiore ai 60 anni.

Tuttavia, a riguardo è doveroso precisare due aspetti:

  • Il Ministero della Salute ha tenuto a sottolineare anche che si tratta soltanto di una raccomandazione e che AstraZeneca/Vaxzevria rimane utilizzabile anche in individui più giovani.
  • L'EMA (Agenzia Europea del Farmaco) ha precisato che il raro rischio tromboembolico associato ad AstraZeneca/Vaxzevria non sembra essere collegato all'età o al sesso, sebbene la maggior parte dei casi di reazione avversa al farmaco abbia riguardato persone di età inferiore ai 60 anni.  

Vaccini Anti COVID-19 a Vettore Virale da approvare o ancora in studio

Al momento, sono in fase di sperimentazione Sputnik V (Gam-COVID-Vac o Gamaleya), di origine russa, e Can Sino, di origine cinese.

Vaccini Inattivati

Come sono Fatti i Vaccini Anti COVID-19 Inattivati?

I vaccini anti COVID-19 inattivati contengono una versione di SARS-CoV-2 uccisa, ma comunque tale da stimolare il sistema immunitario e la produzione di anticorpi necessari a immunizzare dal virus.

Alcune considerazioni

  • Per i vaccini anti COVID-19 inattivati, i ricercatori prospettano l'utilizzo di un adiuvante per potenziare la risposta del sistema immunitario all'antigene e aumentarne la durata e l'efficienza.
  • La tecnologia dei vaccini inattivati è molto diffusa: il vaccino antinfluenzale usato in Italia, per esempio, è un vaccino inattivato.

Vaccini Anti COVID-19 Inattivati e Sperimentazione

Al momento, i vaccini anti COVID-19 inattivati sono ancora in fase di sperimentazione.
Tra questi preparati figurano Sinovac e Sinopharm, entrambi di origine cinese.

Vaccini Attenuati

Come sono Fatti i Vaccini Anti COVID-19 Attenuati?

I vaccini anti COVID-19 attenuati sono costituiti da una forma indebolita di SARS-CoV-2.

Una volta somministrata, questa forma indebolita del virus è in grado di attivare il sistema immunitario e fargli produrre gli anticorpi necessari all'immunizzazione, il tutto senza causare COVID-19 nella persona vaccinata.

Alcune considerazioni

  • La realizzazione dei vaccini attenuati richiede molta sperimentazione e tantissimi test.
    Del resto, si sta parlando di preparati vaccinali che contengono, seppur in forma indebolita, una versione viva dell'agente patogeno.
  • Generalmente, i vaccini attenuati non sono utilizzabili nelle persone con ridotte difese immunitarie (es: diabetici, persone che assumono farmaci immunosoppressori ecc.), in quanto l'agente patogeno indebolito in essi contenuto potrebbe riuscire a provocare l'infezione correlata proprio a causa di un più debole sistema immunitario.
  • I vaccini attenuati presentano il vantaggio di stimolare il sistema immunitario in modo molto simile al patogeno contro il quale immunizzano.
  • Esistono diversi vaccini inattivati; tra questi, si segnalano il vaccino MPR, contro morbillo, parotite e rosolia, e il MPRV, contro morbillo, parotite, rosolia e varicella.

Vaccini Anti COVID-19 Attenuati e Sperimentazione

Attualmente, non esiste ancora un vaccino anti COVID-19 attenuato.
Ormai da tempo, però, Codagenix Inc ha dato avvio a trials clinici su COVI-VAC, un preparato vaccinale attenuato in forma di spray nasale, somministrabile con un'unica dose.

Vaccini a Subunità

Come sono Fatti i Vaccini Anti COVID-19 a Subunità?

I vaccini anti COVID-19 a subunità contengono una proteina di SARS-CoV-2 che, sebbene resa innocua, è in grado di stimolare il sistema immunitario umano a produrre gli anticorpi necessari all'immunizzazione dal virus.

La proteina presente nel preparato vaccinale potrebbe essere una proteina virale intera o solo un suo frammento; esiste inoltre la possibilità che si tratti anche di un complesso di proteine "impacchettate" in nanoparticelle.

Alcune considerazioni

  • I vaccini a subunità sono preparati vaccinali che garantiscono sicurezza.
  • Non di rado, i vaccini a subunità contengono anche un adiuvante per potenziare la risposta del sistema immunitario all'antigene e aumentarne la durata e l'efficienza.
  • La tecnologia dei vaccini a subunità è in uso per la realizzazione di un preparato vaccinale molto comune: il vaccino anti epatite B.

Vaccini Anti COVID-19 a Subunità e Sperimentazione

Attualmente, non esiste ancora un vaccino anti COVID-19 a subunità.
Sono però in corso trials clinici su due preparati vaccinali appartenenti a questa categoria: si tratta di Novavax e Sanofi/GSK.

Ulteriori informazione su Vaccino Anti COVID-19

Autore

Antonio Griguolo
Laureato in Scienze Biomolecolari e Cellulari, ha conseguito un Master specialistico in Giornalismo e Comunicazione istituzionale della scienza