Immunità e vaccini anti-Covid - 31 gennaio 2021 - ACCADEMIA DI OMEOPATIA
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Immunità e vaccini anti-Covid 31 gennaio 2021
sommario
ØImmunità innata e immunità acquisita: attivazione dei sistemi
di difesa naturali in presenza di un elemento patogeno
ØVirus SARS-Cov-2: caratterizzazione e proprietà
immunologiche
ØTerapie immunologiche anti-Covid:
ü vaccini: tipologie dei vaccini attualmente in fase di
utilizzo e sviluppo
ü farmaci e terapie che intervengono sul sistema
immunitarie o sue componenti di regolazione
ØImplicazioni per un approccio naturopatico
Immunità Diversamente dai meccanismi immunitari aspecifici, sempre pronti a rispondere velocemente (minuti-ore) all’infezione in maniera generalizzata, le risposte immunitarie specifiche si sviluppano a seguito dell’infezione e si adattano agli specifici patogeni che invadono l’organismo, generando una risposta altamente specifica per le diverse macromolecole (antigeni).. Mentre la difesa aspecifica distrugge i patogeni e previene la diffusione dell’infezione, confinandola localmente, i meccanismi specifici si attivano col tempo (alcuni giorni) ma sono molto specifici ed efficaci. Non solo questi sono mirati alla distruzione di antigeni specifici, ma predispongono la memoria immunologica a lungo termine.
Immunità innata e immunità adattativa
Le risposte immunitarie aspecifiche
comprendono:
- Barriere che impediscono l’entrata
fisica del patogeno
- Recettori che riconoscono i profili
molecolari
- Citochine e complemento
- Cellule naturali killer (NK)
- Cellule dendritiche
- Fagociti
Questi diversi componenti, una volta
attivati, portano all’infiammazione.
Le citochine rilasciate durante il
processo infiammatorio inducono
risposte immunitarie specifiche:
Recettori Toll-like l’immunità mediata da cellule e
Citochine
Citochine
Enzimi
Enzimi l’immunità mediata da anticorpi
Recettori citotossici
citotossici
Toll-like Interferoni Interferoni
TNF citochine
interleuchine Interferone I
TNF
Immunità innata e immunità adattativa – molecole regolatrici
Citochine: proteine/glicoproteine regolatrici sia delle risposte immunitarie aspecifiche sia specifiche, la cui attivazione è
sovrapposta e coordinata. Se prodotte in gran quantità possono fungere da ormoni (regolare tessuti e organi lontani dal luogo
di produzione, ad.es. ipotalamo, ecc.). Altre regolano il movimento e la migrazione dei linfociti (es. dal sangue ai tessuti).
Le principali sono:
Interferoni.
Tipo I. Prodotti dai macrofagi e fibroblasti (regolati da Il-10). Inibiscono la replicazione virale e attivano i NK
Tipo II. Prodotti dalle cellule T helper e T citotossiche. Stimola i macrofagi ad attaccare le cellule infette
(attiva geni che sintetizzano composti antimicrobici nei lisosomi). SARS virus riesce a bloccare le funzioni
degli INFs. (NB: approvati da FDA per cura di epatite B/C, verruche genitali, diverse forme di leucemia e
cancro (sarcoma di Kaposi), sclerosi multipla
TNF (Tumor necrosis factor)
Stimola la risposta infiammatoria soprattutto in presenza di batteri Gram-negativi e in alcuni tumori. E’ prodotto
dai macrofagi e linfociti T. Nelle infiammazioni acute, viene prodotto in gran quantità con effetti diffusi e sistemici
(es. induzione della febbre, ecc.). Se il rilascio è intenso, insieme alle altre citochine, si ha una ‘tempesta di
citochine’ che può portare ad shock settico, con disfunzione del sistema immunitarie e esiti letali (NB: farmaci
antagonisti anti-TNF (es. anticorpi monoclonali) utilizzati per malattie autoimmuni, es. artrite reumatoide)
Interleuchine
Sono proteine (35) secrete dai macrofagi e linfociti, ma nche dalle cellule epiteliali. L’Il-2 stimola le cellule T
attivate a proliferare. L’Il-12 stimola le NK e cellule T a produrre l’interferone II. Hanno effetti sistemici, sulla
termoregolazione. L’eccesso di produzione è stata associata a stati patologici, es. arteriosclerosi. (NB: anticorpi
monoclonali anti-IL, es. farmaci antirigetto)
Immunità adattativa
Le due categorie principali di cellula
della risposta immunitaria specifica
(adattativa) sono i linfociti (cellule T e
cellule B) e le cellule che presentano
l’antigene (macrofagi e cellule
dendritiche, che hanno un ruolo
importante anche nell’immunità
innata).
Le cellule B danno origine alla risposta
Recettori TCR
Antigene Presenting Cell (APC)
immunitaria umorale, le cellule T a
MHC di classe II quella cellulare.
Citochine Tutte queste cellule interagiscono
Enzimi citotossici mediante segnalazioni complesse
interleuchine
Immunità adattativa – I linfociti T
La cellula TH (helper) attivata, si
ingrandisce e si divide per mitosi Una piccola parte delle T
molte volte, formando un clone helper clonate si
trasformano in cellule T di
memoria
(Interleuchina-2)
Le cellule T helper migrano
Complesso
nei tessuti infettati e
antigene-MHC-II
rilasciano citochine per
attivare cellule T killer (Tc)
e macrofagi.
Come fanno le cellule Tc a riconoscere le cellule che
devono distruggere? Le cellule Tc distruggono le
cellule infettate
- Mediante il riconoscimento del complesso
‘antigene-recettore MHC-I’ sulla cellula infettata
- oppure riconoscimento del complesso ‘antigene-
MHC-II’ sulla superficie delle APC
Immunità adattativa – I linfociti B
1. Una APC ingloba un virus e presenta un
complesso antigene-MHC-II sulla superfice
4. Le cellule B clonate si
differenziano in plasmacellule
e, in piccole quantità, in
Complesso 2. Una cellula TH si lega al cellule B di memoria
antigene-MHC-II complesso e secerne
citochine. Queste insieme
al legame col complesso,
attivano la cellula B che
possiede quel complesso.
5. Le plasmacellule
rimangono nei linfonodi,
mentre gli anticorpi specifici
(Interleuchina-1)
sintetizzati, entrano nel
2) -
circolo sanguigno e linfatico
na
hi
e raggiungono la zona infetta
uc
rl e
te
(In
6. Gli anticorpi si combinano
con gli antigeni presenti sulla
superficie del patogeno e
3. La cellula B attivata, si inducono l’inattivazione o la
ingrandisce e si divide morte del patogeno
per mitosi molte volte,
formando un clone
Immunità adattativa – Gli anticorpi
Gli anticorpi sono proteine composte da più subunità.
Legano in maniera specifica l’antigene
Legame tra antigene e anticorpo per neutralizzare i patogeni (video)
https://www.youtube.com/watch?v=lrYlZJiuf18
Immunità adattativa – Gli anticorpi
Emivita Forma secreta Presenza Funzioni Altro
Secrezioni La presenza nel latte
Monomero, Immunità e protezione delle Le proteine virali S ed N inducono
mucose, latte materno permette la
IgA 6 dimero, mucose, attivatore del una risposta immunitaria peculiare
materno, protezione del figlio,
trimero complemento rispetto ad altre infezioni di tipo
(sangue, poco) resistenti alla proteolisi
Recettore per i linfociti Sensibili alla digestione virale, con un titolo di Ig di classe
IgD 3 - Sangue
(BCR) proteolitica IgG e IgA superiore a quelle di
Difesa contro gli elminti e classe IgM.
IgE 2 Monomero Sangue, tessuti ipersensiblità immediata -
(reazioni allergiche)
Anticorpi di legame,
attivazione del È la principale Ig del
Sangue, complemento, citotossicità siero (80% ca.), sono i
IgG 23 Monomero tessuti, cellulare anticorpo- soli anticorpi che
placenta dipendente (ADCC), passano attraverso la
immunità neonatale (fino a placenta
6-12 mesi dalla nascita)
Attivazione del Sono i principali
complemento, attività anticorpi durante la
IgM 5 Pentamero Sangue
agglutinante, recettore per i prima settimana
linfociti B (BCR) d'infezioneIl complesso antigene-anticorpo
E’ coinvolto nell’attivazione e regolazioni di molte funzioni della risposta immunitaria
Inattiva l’agente patogeno
Inattiva le tossine
Aumenta la fagocitosi (IgG, IgM)
Attiva il complemento
Distrugge l’agente Riveste la superficie Stimola i mastociti a Attrae i
patogeno dell’agente patogeno liberare istamina fagociti
Fagocitosi Infiammazione
aumentata aumentataVirus SARS-Cov-2
Virus SARS-Cov-2 – struttura
I Coronavirus hanno morfologia
rotondeggiante e dimensioni di 100-150 nm
di diametro (circa 600 volte più piccolo del
diametro di un capello umano!). (Virus
influenza: 100 nm)
E’ costituito da una membrana lipidica con
glicoproteine (proteina E e M), un enzima
(esterasi HE) che circonda un filamento di
RNA stabilizzato da proteine (proteina N)
La proteina S sulla superficie permette al
virus di ancorarsi ai recettori della cellula
bersaglio
https://www.unisr.it/en/news/2020/3/viaggio-al-centro-del-virus-come-e-fatto-sars-cov-2Virus SARS Cov-2 - genoma
Il genoma consiste di una molecola singola
di RNA di ca. 30 kbasi
• Codifica ca. 26 proteine
• Alcune proteine hanno funzione nota,
come la proteina S, N, M e E.
• Tra le proteine non strutturali, l’enzima
RNA polimerasi sintetizza la molecola di
RNA a partire dai frammenti presenti
nel citoplasma della cellula
• altre proteine non hanno una funzione
nota
Alcune proteine codificate e numero di
amminoacidi (aa) che le compongonoVirus SARS Cov-2 - proteina S
• Tre subunità S unite compongono un trimero; i trimeri
formano strutture che, nel loro insieme, somigliano a una
corona che circonda il virione.
• Le differenze principali di questo nuovo Coronavirus rispetto
al virus della SARS sembrano essere localizzate proprio in
questa proteina spike.
• La glicoproteina S è quella che determina la specificità del
virus per le cellule epiteliali del tratto respiratorio: è in
grado di legare il recettore ACE2 (angiotensin converting
enzyme 2), espresso dalle cellule dei capillari dei polmoni.
• Vengono prodotti anticorpi contro diversi antigeni virali, ma
soprattutto contro questa proteina, che induce sia la
risposta anticorpale sia quella cellulare
• Di conseguenza, quasi tutte le iniziative per controllare il
virus sono ricolte verso la proteina S
Complesso recettore ACE- proteina S https://www.nature.com/articles/nrmicro2090Virus SARS Cov-2 – proteina S https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/coronavirus-unveiled.html Proteine del virus e dinamica della spike protein
Proteina S - attivazione
Ø Rappresentazione schematica del complesso proteina S-
recettore ACE: il dominio (rosso) lega il recettore cellulare
(verde) attraverso 6 contatti molecolari principali (*)
* Ø Un monomero della proteina S deve essere tagliato da
* * * una proteasi specifica presente nella superficie cellulare
* Ø La scissione del legame crea un riarrangiamento della
* struttura (‘formazione del ‘gruppo di fusione’) e permette
alla proteina di avvicinarsi alla membrana lipidica
Ø Questo processo inizia la fusione tra le due membrane
Struttura vista dall’alto Struttura vista di lato
RBD receptor binding domain
(azzurro), regione della proteina S
che lega la zona complementare (in
rosso) presente nell’antigene (verde) Il gruppo di fusione della
proteina S attivataComplesso proteina S- recettore ACE II
Ø ACE-2 è il recettore presente sulla
cellula ospite
Ø Questi recettori sono
particolarmente numerosi nelle
cellule endoteliali dei vasi sanguigni
dei polmoni, dei tubuli renali e
dell’intestino
Ø E’ un enzima che idrolizza in modo
specifico alcuni peptidi, tra cui
l’angiotensina II, un potente
vasocostrittore, originando un
peptide con proprietà opposte.
Ø Il trattamento con anticorpi specifici
per il dominio dell’interazione col
recettore è in grado di ostacolare il
legame tra virus e recettore
https://www.rndsystems.com/resources/articles/ace-2-sars-receptor-identifiedProteina S - mutanti
B.1.1.7 lineage (20I/501Y.V1)
Variante Luogo isolamento, data Mutazioni N° paesi
B.1.1.7 UK, set 2020 ORFs: 9 36
S: 9
N:2
B.1.351 Sud Africa, ott 2020 ORF:1 13
S: 5
N:1
E:1
P.1 Brasile/Giappone, gen 2021 ORFs:11 2
S: 11
N:1
https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/70/wr/mm7003e2.htm#T1_down , aggiornata al 12/1/2021Virus SARS Cov-2 – meccanismo infettivo
Ø Appena entrato nella cellula, l’RNA viene
trascritto e tutte le proteine virali vengono
sintetizzate
Ø Alcune di queste bloccano i sistemi di
regolazione e difesa interni, mentre le RNA
polimerasi replicano l’RNA
Ø Tutte le proteine vengono sintetizzate in più
copie e assemblate
Ø Le proteine dell’involucro esterno formano
spontaneamente delle vescicole con i lipidi
interni della cellula
Ø Le vescicole catturano al loro interno una
molecola di RNA e fondendosi con la membra
cellulare vengono liberate all’esterno
https://www.nature.com/articles/nrmicro2090Vaccini e immunità attiva e passiva
Immunità attiva e passiva
Tipo di immunità Quando si sviluppa? Cellule della Durata
memoria? immunità?
ATTIVA
Indotta naturalmente Dopo che gli agenti patogeni sono entrati Si anni
nell’organismo in modo naturale
Indotta artificialmente Dopo immunizzazione con un vaccino Si anni
PASSIVA
Indotta naturalmente Passaggio degli anticorpi dalla madre al feto No mesi
Indotta artificialmente Dopo somministrazione di immunoglobuline No mesiTipi di vaccini 1. Acido nucleico, vaccini a RNA/DNA 2. a. vaccino con virus intero VIVO attenuato b. virus intero, ma INATTIVATO (morto) 3. Vaccini con vettore virale 4. I vaccini a base di subunità proteiche (peptidi)
Vaccini in via di sviluppo
Aprile 2020 (Nature)
* Qui sono inclusi:
ü i tentativi di utilizzare i vaccini già esistenti, come quelli contro la polio e la tubercolosi, per indurre una risposta immunitaria
generalizzata (non adattativa specifica)
ü La modifica di ingegneria genetica di alcune cellule immunitarie modificate per attaccare selettivamente il virus
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01221-yLe basi della biologia molecolare
Il funzionamento di ogni
cellula vivente si basa su
questi principiDinamica delle macromolecole cellulari Tempi di vita medi del mRNA endogeno e di alcune proteine
1. Vaccini a RNA/DNA
Ø I vaccini a DNA funzionano iniettando un plasmide (DNA
circolare, spesso di origine virale) geneticamente
modificato contenente la sequenza di DNA che codifica
l'antigene (o gli antigeni) contro cui si cerca una risposta
immunitaria
Ø Il plasmide iniettato nel corpo entra nelle cellule e il
DNA contenuto in esso migra nel nucleo, si fonde con
DNA cellulare
Ø Il DNA (incluso quello del plasmide) viene utilizzato per
formare l’mRNA messaggero che migrando nel
citoplasma è utilizzato per sintetizzare le proteine
inclusa quella antigenica
Ø La cellula muore e i detriti proteici vengono inglobati e
presentati dalla APC ai linfociti scatenando la risposta
immunitaria
Ø I vaccini a RNA utilizzano l’mRNA veicolato all’interno della
cellule mediante vescicole lipidiche
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01221-y1. Vaccini a RNA/DNA – principali attori Ø La società tedesca BioNTech ha collaborato con Pfizer USA per sviluppare e testare un vaccino a mRNA contro il coronavirus noto come BNT162b2, il nome generico tozinameran o il nome commerciale Comirnaty Ø ModeRNA (Massachusetts, USA), ha collaborato con il National Institutes of Health (USA) per sviluppare e testare un vaccino a mRNA contro il coronavirus noto come mRNA-1273. Ø La società giapponese di biotecnologie AnGes ha lanciato un trial di fase 1 per testare un vaccino basato sul DNA, sviluppato in collaborazione con l'Università di Osaka e Takara Bio. L'azienda è passata a una sperimentazione di fase 2/3 a dicembre 2020. Ø L’Imperial College di Londra hanno sviluppato un vaccino RNA "auto-amplificante", che per la la produzione continua di una proteina virale per stimolare il sistema immunitario. Ø La Arcturus Therapeutics (California) e la Duke-NUS Medical School di Singapore hanno sviluppato un vaccino mRNA "auto-replicante" che porta ad una maggiore produzione di proteine virali https://www.nytimes.com/interactive/2020/science/coronavirus-vaccine-tracker.html
1. Vaccini a RNA/DNA Ø I vaccini a DNA hanno vantaggi teorici rispetto ai vaccini tradizionali, compresa la capacità di indurre una gamma più ampia di tipi di risposta immunitaria. Diversi vaccini a DNA sono stati testati per uso veterinario. In alcuni casi, la protezione dalla malattia negli animali è stata ottenuta, in altri no. Nessun vaccino a DNA era stato approvato negli Stati Uniti per uso umano. La ricerca è in corso sull'approccio per malattie virali, batteriche e parassitarie negli esseri umani, così come per i tumori. https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_vaccine#cite_note-15 Ø Fino al 2020, l’utilizzo di vaccini a mRNA ha dato scarsi risultati in animali modello per malattie cardiovascolari, metaboliche e renali; e per particolari tipi di cancro e malattie rare come la sindrome di Crigler-Najjar in quanto gli effetti collaterali dell'inserimento di mRNA erano troppo gravi. I vaccini a mRNA per uso umano sono stati sviluppati e testati per le malattie quali la rabbia, da virus Zika, citomegalovirus e influenza, anche se questi vaccini a mRNA non sono stati autorizzati. Alcuni vaccini sono stati autorizzati per uso veterinario. Molte grandi aziende farmaceutiche hanno abbandonato la tecnologia per le malattie, mentre alcune biotecnologie ‘si sono rifocalizzate sull'area meno redditizia dei vaccini, dove le dosi sarebbero a livelli inferiori e gli effetti collaterali ridotti’. https://en.wikipedia.org/wiki/RNA_vaccine#cite_note-ST1-22
1. Vaccino a RNA - l’idea
1. Vaccini a RNA - processo
Dall’idea alla realizzazione
https://investors.modernatx.com/static-files/5ded4992-c730-4841-b756-db53c9ab9a9b1. Vaccini a RNA - meccanismo
1. Nanoparticelle lipidiche
contenenti mRNA 5. I linfociti T helper
attivano i linfociti B a
produrre anticorpi
6. Gli anticorpi anti
mRNA Subunità proteina S
proteina S
neutralizzano il virus
2. Traduzione 4a. La APC presentano i
dell’mRNA e 3 subunità S Proteina S completa frammenti ai linfociti T
sintesi nuove si uniscono helper, attivandoli
proteine S nucleo
Frammenti
proteina S
4b. Le APC attivano
i linfociti T killer che
attaccano la cellula
3. Esposizione dei frammenti infettata
della proteina S sulla
superficie cellulare1. Vaccini a RNA – aree di miglioramento
C. Modifica mRNA
per allungarne la
vita media
A. Definizione di
nanoparticelle
lipidiche (LNP) che
permettano di
preservare l’mRNA
e farlo entrare
nella cellula
https://investors.modernatx.com/static-files/5ded4992-c730-4841-b756-db53c9ab9a9b B. Purificazione mRNA per
diminuirne la reattogenicità1. Vaccini a RNA – A. Definizione delle nanoparticelle lipidiche (LNP)
Le dimensioni delle particelle influenzano l’entrata
nei vasi linfatici e nelle cellule APC
(1 micron)
Le LNP devono avere una dimensione ben determinata per riuscire a
fondersi efficacemente con la membrana cellulare: ca. 80-110 nm1. Vaccini a RNA – A. Definizione delle nanoparticelle lipidiche (LNP)
Componenti principali
molecole lipidiche
mRNA
Le simulazioni indicano che la
molecola di RNA forma diversi
legami deboli (legami H ed
interazioni tra i gruppi
aromatici delle basi azotate)
transienti con le catene dei
componenti lipidici
I vaccini Pfizer contengono ALC-0315 (lipide cationico) e ALC-0159 (lipide non ionico)1. Vaccini a RNA – B. Sintesi mRNA purificato
L’enzima T7 RNA polimerasi sintetizza sia la catena completa dell’RNA sia
frammenti di RNA più piccoli e a doppia elica (dsRNA)
RNA polimerasi modificata via
ingegneria genetica per
Questi frammenti vengono riconosciuti come estranei dal migliorarne la specificità
sistema immunitario e scatenano una risposta immunitaria1. Vaccini a RNA – B. Sintesi mRNA purificato
dsRNA scatena una risposta immunitaria innata
Frammenti dell’RNA sia a
filamento singolo sia a
doppio filamento causano
una risposta immunitaria
alterando la regolazione
dell’espressione del DNA nel
nucleo mediante delle
molecole-segnale specifiche1. Vaccini a RNA – C. Modifica chimica del mRNA
Ø La degradazione dell’mRNA inizia dalla sequenza poliA (poli adenina) presente sempre nella parte
terminale della molecola (de-adenizzazione)
Ø Aggiungendo una timina modificata (invertita chimicamente) alla sequenza poliA finale, è stato
possibile rendere meno facilmente degradabile l’mRNA da parte degli enzimi preposti a questa
funzione (deadenilasi)
In conclusione, dopo le modifiche al processo di preparazione del
mRNA (di cui A, B e C sono le più rilevanti) è stato possibile
prolungare la vita media dell’mRNA da 4-6 ore a 40-50 ore1. Vaccini a RNA – vantaggi-svantaggi
vantaggi svantaggi vaccini già in uso
• Forte risposta immunitaria • Risposta anticorpale alle volte debole: Solo per uso
• Induce l’attivazione dei linfociti B e T può non rispondere alle forme mutate veterinario
• Sviluppo rapido del virus
• Adattabilità verso nuovi mutanti • Facilmente deperibili
• Non sono patogenici • Reattogenicità componenti
https://www.nature.com/articles/nrmicro2090#Tab1Studio clinico randomizzato vaccino Pfizer
ü 38,000 partecipanti, di cui placebo 50%
ü 170 persone hanno sviluppato sintomi ‘importanti’ e sono state trovate positive al
tampone molecolare: 162 nel gruppo placebo e 8 in quello dei vaccinati
ü Da cui l’efficacia (‘efficacy’) calcolata del 95%. (non ‘effectiveness’)*
ü Non è stata controllata la trasmissibilità dell’infezione, ma solo la capacità del
vaccino di prevenire i sintomi (discusso esplicitamente)
ü Reazioni avverse ‘severe’: 0-4.6% (in funzione delle fasce d’età,Studio clinico randomizzato vaccino Pfizer – reazioni
avverse
(relazione OMS gen 2021: https://www.who.int/docs/default-source/immunization/sage/2021/january/4-
evidence-assessment5-jan-2021-final.pdf?sfvrsn=cf627b70_9 )Studio clinico randomizzato vaccino Pfizer - criticità
Osservazioni critiche del BMJ:
ü Sono stati osservati 3410 casi ‘sospetti’ ma non confermati (da test PCR), 1594 nel gruppo
vaccinati e 1816 nel gruppo placebo: se inclusi, l’efficacia scende al 19% (NB: non riportati
nelle pubblicazioni ufficiali dei risultati, ma presenti nei documenti elaborati dall’FDA)
ü 371 casi scartati, di cui 311 nel gruppo vaccinati per ‘importanti deviazioni dal protocollo’
ü Antidolorifici e antipiretici (e altro) sono stati utilizzati 3-4 volte più frequentemente nel
gruppo ‘vaccinati’
ü (NB: le condizioni di doppio cieco omogenee sono state controllate nel test di Moderna da
esperti esterni (Università, Sanità), in Pfizer solo da membri interni di staff)
ü Persone già positive escluse dai test, ma 1125 casi (3%) sono risultati comunque inclusi:
alcuni possono essere casi di ri-infezione non controllata dal vaccino?
ü I dati grezzi non saranno disponibili prima della fine dei test (per decisione esplicita)
https://blogs.bmj.com/bmj/2021/01/04/peter-doshi-pfizer-and-modernas-95-effective-vaccines-we-need-more-details-and-the-raw-data/Studio clinico randomizzato vaccino Pfizer - epidemiologia
‘Efficacy’ vs ‘effectiveness’ negli studi clinici randomizzati dei vaccini:
• ‘efficacy’ è il risultato del test clinico su un gruppo selezionato di persone,
• ‘effectiveness’ è il risultato sulla popolazione reale, molto più eterogenea
Ø Solo quelli che hanno sviluppati sintomi sono stati controllati
Ø Quelli che sono stati infettati ma non hanno mostrato sintomi (asintomatici) non sono
stati controllati, e quindi sono potenziali fonte di trasmissione
Ø Quelli che hanno sviluppato sintomi leggeri ma non sono stati controllati
Ø Lo stato di salute (malattie croniche) eterogeneo e diversificato può interferire sull’effetto
delle vaccinazione
Ø La frazione di popolazione vaccinata (e quindi della distribuzione del vaccino) e i tempi di
sviluppo dell’immunità da vaccino giocano un ruolo altrettanto importante dell’efficacia
https://www.nytimes.com/2020/11/20/health/covid-vaccine-95-effective.html2. Vaccini con virus inattivati o morti
virus inattivato o indebolito virus morto
Ø Virus inattivato/indebolito
Il virus è indebolito attraverso vari
passaggi di infezioni su cellule umane
particolari o cellule animali fino a che
accumula una quantità tale di mutazioni
per adeguarsi alle nuove condizioni che
non lo rendono più capace di infettare le
cellule umane di partenza
Ø Virus morto
Il virus viene ucciso mediante agenti
chimici (es. formaldeide) oppure fisici
(es. calore, raggi ϒ). E’ necessario
utilizzare quantità di virus
sufficientemente grandi per sopperire
alla richiesta dei vaccini2. Vaccini con virus inattivati o morti - meccanismo
virus inattivato Β-propriolattone
2. Il virus inattivato è 5. Gli anticorpi
iniettato nel corpo umano neutralizzano il virus
insieme a degli adiuvanti
(composti dell’alluminio)
per scatenare una risposta
virus immunitaria forte
1. Il beta-propriolattone inattiva il
virus, penetrando nell’involucro 4. I linfociti T helper
virale e legandosi con l’RNA ne attivano i linfociti B per
impedisce il funzionamento. Il virus produrre anticorpi
non può più replicarsi ma le
proteine, inclusa la proteina S
rimangono intatte APC
virus inattivato
Linfociti B
3. Il virus inattivato viene Esposizione frammenti proteici
inglobato nelle APC, che
frammentano le componenti
proteiche del virus e le
espongono sulla superficie Linfociti T helper anticorpi2. Vaccini con virus inattivati o morti – in sviluppo Ø Il Beijing Institute of Biological Products ha formulato un vaccino con virus inattivato chiamato BBIBP- CorV. E’ teastato clinicamente dalla compagnia cinese Sinopharm. Cina ha approvato il vaccino (01/2021). E’ usato in Bahrain e negli United Arab Emirates. Ø La compgnia private cinese Sinovac ha sviluppato un vaccino con CoronaVax,con virus inattivato, dichiarando una efficacia del 78%. Studi in Brasile hanno mostrato una efficacia appena sopra il 50% Ø La compagnia Indiana Bharat Biotech come partner del National Institute of Virology e dell’Indian Council of Medical Research ha sviluppato il vaccino Covaxin con virus inattivato. India ha autorizzato l’uso del vaccino per emergenza (03/01/2021) nonostante la mancanza di dati pubblicati dei risultati della Fase 3 che dimostrino che il vaccino è efficace e sicuro. Ø Codagenix (NY) in collaborazione con il Serum Institute of India (Pune) ha utilizza il SARS-Cov-2 indebolito
2. Vaccini con virus inattivati o morti – vantaggi e svantaggi
Vantaggi svantaggi Vaccini già in uso
Virus • Induce una risposta come se fosse • Non raccomandato in gravidanza e per Morbillo, rosolia,
indebolito una infezione naturale persone immunocompromesse parotite, febbre
• Possibilità di ri-attivazione della virulenza gialla, vaiolo, polio
del virus attenuato (Sabin)
• Possibili contaminazioni virali/retrovirali
dalle cellule utilizzate per la cultura di
inattivazione
• Conservanti (antibiotici)
Virus • Induce una risposta immunitaria • È necessaria una grande quantità di virus Influenza, rabbia,
morto forte epatite A, polio
(Salk)
https://www.nature.com/articles/nrmicro2090#Tab13. Vaccini con vettore virale
Il vettore virale (virus del morbillo, adenovirus, ecc.) è inattivato così che non può causare la malattia ed è
geneticamente modificato per produrre le proteine del coronavirus (inserzione di geni del coronavirus)
Ci sono due tipi di virus usato come vettore: 1. il virus può ancora replicarsi entro le cellule; 2. il virus non
può riprodursi perché alcuni geni vengono inattivati Vettore virale in grado di replicarsi, come, ad esempio,
il virus del morbillo indebolito.
Il vaccino contro l’Ebola appena approvato (2019), con
adenovirus, è un esempio di vaccino a vettore virale in
grado di replicarsi dentro le cellule. Questi vaccini
danno una forte reazione immunitaria.
Vettore virale non in grado di
replicarsi.
Nessun vaccino è stato
approvato con questo
metodo, ma è stato molto
utilizzato nella terapia genica.
Richiami saranno
probabilmente importanti per
una immunità a tempi lunghi3. Vaccini con vettore virale
1. DNA del coronavirus
RNA - DNA all’interno del DNA del virus
(adenovirus) 5. Dopo la morte delle
cellule, si ha l’esposizione dei
frammenti della proteina S da
coronavirus
parte delle APC
2. Virus entra
nella cellula
Linfociti T Linfociti B
attivati attivati
3. La vescicola 6. Le cellule APC attivano i
interagisce con la linfociti T citotossici e T helper
membrana nucleare e il 4. mRNA esce dal nucleo e che a loro volta attivano i linfociti
DNA passa nel nucleo viene trascritto per produrre la B per la risposta anticorpale
proteina S3. Vaccini con vettore virale – in sviluppo Ø University of Oxford e AstraZeneca usano l’adenovirus degli chimpanzee. Il nome del vaccino è ChAdOx1 nCoV-19 o AZD1222. Ø Johnson & Johnson sta preparando un vaccino con un adenovirus (ad26) col nome JNJ-78436735 or Ad26.COV2.S. Ø Gamaleya Research Institute e il Russia’s Ministry of Health, hanno sviluppato il vaccino Sputnik V Gam-Covid-Vac. Ø La compagnia cinese CanSino Biologics ha sviluppato il vaccino dal nome Convidecia insieme all’Institute of Biology presso l’Academy of Military Medical Sciences cinese. Il vaccino utilizza l’adenovirus Ad5.
3. Vaccini con vettore virale – test clinici
Test clinico randomizzato dell’AstraZeneca (2020)
Ø Test clinici randomizzati con 40.000 persone
Ø Su un sottogruppo di 9000 persone, ci sono stati 27 casi nel gruppo
vaccinati e 71 nel gruppo placebo (vaccinati con un vaccino con
meningococco attenuato), 62% efficacia con due dosi di vaccino a
distanza di 28 g.
Ø Un sottogruppo è stato vaccinato per sbaglio con una dose intera
seguita da un richiamo con mezza dose: efficacia 90%
Ø Reazioni severe acute: ca. 1%
Ø E’ stata studiata la prevenzione dell’insorgenza dei sintomi e non la
trasmissione
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)32661-1/fulltext )3. Vaccini con vettore virale – vantaggi/svantaggi
Vantaggi svantaggi Vaccini già in uso
Virus replicante • Sviluppo rapido • Esposizione pregressa allo stesso virus (o Ebola
o non replicante • Induce immunità anticorpale e simile) può ridurre la risposta
attiva linfociti T immunitaria
• Possibilità di ADE
https://www.nature.com/articles/nrmicro2090#Tab13. Vaccini con vettore virale – ADE ADE dall’inglese Antibody-Dependent Enhancement, “intensificazione [dell’infezione] anticorpo-mediata. E’ stato osservato con altri coronavirus (SARS-Cov-I), il virus Zika, HIV e febbre gialla e in modelli animali. Se alcuni degli anticorpi (non neutralizzanti) prodotti non si legano abbastanza bene al virus – o non sono presenti nella giusta concentrazione – possono aumentare l’infezione tramite ADE. Nell'ADE, i virus rivestiti di anticorpi ottengono un ingresso tramite i recettori anticorpali sui macrofagi e sulle altre cellule fagocitarie (APC): il virus viene inglobato nella cellula ma non viene degradato. Il virus sopravvive e inizia a moltiplicarsi distruggendo alla fine la APC. Questo processo può innescare una risposta infiammatoria pericolosa, inclusa la ‘tempesta di citochine’. Si è osservato dopo i vaccini, quando c’è stata l’esposizione al virus naturale https://www.lescienze.it/news/2020/06/01/news/sviluppatori_vaccini_covid-19_anticorpi_non_pericolosi-4737233/ https://www.med4.care/ade-antibody-dependent-enhancement/
4. Vaccini con peptidi
Tramite il vaccino vengono iniettati direttamente nel corpo
alcune proteine (o parti di esse) del coronavirus,
soprattutto quelle dell’involucro esterno
Quasi tutti i vaccini di questo tipo (ca. 28)
in via di sviluppo utilizzano la proteina S o
alcune sue parti, tra cui la regione di
interazione col recettore cellulare
(‘receptor binding domain’, RBD). Vaccini
simili contro la SARS sono stati testati
positivamente nelle scimmie, ma non
sono stati testati con le persone.4. Vaccini con peptidi - meccanismo
DNA virale
1. Si sintetizza una
copia di DNA dall’RNA 4. Le nanoparticelle
del virus, che viene vengono inglobate
5. I linfociti T helper
incorporata nel DNA dalle APC che
attivano i linfociti B per la
del baculovirus attivano i linfociti T
produzione di anticorpi
helper
2. Il baculovirus entra
nella cellula di farfalla
e iL DNA tradotto
produce proteine S
QS-21, saponina dall’albero
del legno di Panana
3. La proteine vengono estratte dalle cellule e 6. Le APC attivano i
inglobate in nanoparticelle formate da linfociti T killer
tensioattivi particolari e vengono iniettate4. Vaccini con peptidi – vaccini in via di sviluppo Ø Il Vector Institute, centro di ricerca in biologia in Russia, ha registrato un vaccino chiamato EpiVacCorona. Il vaccino contiene piccolo porzioni di protein virali (peptidi). Approvato nell’ottobre 2020. Nel gennaio 2021 Putin ha iniziato una campagna di vaccinazione di massa con questo vaccino e con il vaccino Sputnik V Ø Novavax (Maryland, USA) ha sviluppato un vaccino che utilizza peptide chiamato NVX-CoV2373. Il vaccino produce un livello molto alto di anticorpi. La fase 3 della sperimentazione è iniziata a dicembre 2020
4. Vaccini con peptidi – vantaggi/svantaggi
Vantaggi svantaggi Vaccini già in uso
Proteina S • Può avere meno effetti • ha bisogno di adiuvanti Influenza, HPV
intera collaterali rispetto al virus • alcuni richiami sono necessari
intero (rossore o gonfiore nel • risposta immunitaria alterata che può
sito di iniezione) provocare gravi lesioni al fegato e causare ADE
• induce una buona risposta
immunitaria e attiva i linfociti T
Proteina S • buona risposta anticorpale e • solo risposta anticorpale, necessita di
ricombinante immunità protettiva numerosi richiami e l’uso di adiuvanti
RBD* • Buona risposta anticorpale e • ND
attivazione cellule T
RBD • Più sicuro di altri vaccini a RBD; • ripetizione delle dosi
recombinante induce alto titolo di anticorpi • adiuvanti
neutralizzanti e attivazione
cellule T
peptidi • Facilmente preparabili • Poco immunogenici
• Velocemente formulabili • costosi
* RBD: Receptor Binding Domain: dominio di legame del recettore https://www.nature.com/articles/nrmicro2090#Tab1Conclusioni Ø I vaccini in via di sviluppo e di utilizzo sono diversi fra di loro Ø I vaccini utilizzano meccanismi diversi per stimolare la risposta immunitaria Ø Le reazioni avverse possono avere diverse manifestazioni Ø I vaccini possono essere impiegati per la stimolazione del sistema immunitario sia per la prevenzione delle infezioni sia per trattamento delle malattie
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