Un vaccino anti-COVID-19 che potrebbe fornire protezione contro ceppi esistenti e futuri del coronavirus COVID-19 e altri coronavirus e che costa circa $ 1 a dose ha mostrato risultati promettenti nei primi test sugli animali.
I vaccini creati da Steven L. Zeichner, MD, PhD e Xiang-Jin Meng, MD, PhD di UVA Health, hanno impedito ai maiali di ammalarsi di un coronavirus modello suino, virus della diarrea epidemica suina (PEDV). Il vaccino è stato sviluppato utilizzando un approccio innovativo che secondo Zeichner potrebbe un giorno aprire la porta a un vaccino universale per i coronavirus, inclusi i coronavirus che in precedenza minacciavano pandemie o forse anche i coronavirus che causano alcuni casi di comune raffreddore. Il loro vaccino contro il coronavirus offre diversi vantaggi che potrebbero superare i principali ostacoli agli sforzi di vaccinazione globali. Sarebbe facile da immagazzinare e trasportare, anche in aree remote del mondo, e potrebbe essere prodotto in grandi quantità utilizzando le fabbriche esistenti per la produzione di vaccini. Gli scienziati UVA e Virginia Tech hanno creato il vaccino utilizzando una nuova piattaforma inventata da Zeichner per sviluppare rapidamente nuovi vaccini. Quindi il successo del test è di buon auspicio sia per il vaccino COVID-19 che per l’approccio di sviluppo del vaccino di Zeichner. “La nostra nuova piattaforma offre un nuovo percorso per produrre rapidamente vaccini a un costo molto basso che possono essere fabbricati in strutture esistenti in tutto il mondo, il che dovrebbe essere particolarmente utile per la risposta alle pandemie”, ha detto Zeichner.
NUOVO APPROCCIO AI VACCINI
La nuova piattaforma di produzione di vaccini di Zeichner prevede la sintesi del DNA che dirige la produzione di un pezzo del virus che può istruire il sistema immunitario su come montare una risposta immunitaria protettiva contro il virus. Quel DNA è inserito in un altro piccolo cerchio di DNA chiamato plasmide che può riprodursi all’interno dei batteri. Il plasmide viene quindi introdotto nei batteri, istruendo i batteri a posizionare pezzi di proteine sulle loro superfici. La tecnica utilizza i comuni batteri E. coli . Una delle principali innovazioni è che l’ E. Coli ha subito l’eliminazione di un gran numero dei suoi geni. La rimozione di molti dei geni dei batteri, compresi i geni che costituiscono parte della sua superficie esterna o della membrana esterna, sembra aumentare sostanzialmente la capacità del sistema immunitario di riconoscere e rispondere all’antigene del vaccino posto sulla superficie dei batteri. Per produrre il vaccino, i batteri che esprimono l’antigene del vaccino vengono semplicemente coltivati in un fermentatore, proprio come i fermentatori utilizzati nei comuni processi industriali microbici come la birra, e poi uccisi con una bassa concentrazione di formalina.
“I vaccini a cellule intere uccise sono attualmente ampiamente utilizzati per proteggere da malattie mortali come il colera e la pertosse. Le fabbriche in molti paesi a reddito medio-basso in tutto il mondo stanno producendo centinaia di milioni di dosi di quei vaccini all’anno ora, per un 1 sollaro per dose o meno “, ha detto Zeichner. “Potrebbe essere possibile adattare quelle fabbriche per produrre questo nuovo vaccino. Poiché la tecnologia è molto simile, anche il costo dovrebbe essere simile.” L’intero processo, dall’identificazione di un potenziale bersaglio del vaccino alla produzione dei batteri eliminati dal gene che hanno gli antigeni del vaccino sulla loro superficie, può avvenire molto rapidamente, in sole due o tre settimane, rendendo la piattaforma ideale per rispondere a una pandemia.
MIRARE AL CORONAVIRUS
Il vaccino di Zeichner e Meng ha un approccio insolito in quanto prende di mira una parte della proteina spike del virus, il “peptide di fusione virale“, che è essenzialmente universale tra i coronavirus. Non è stato osservato che il peptide di fusione differisca affatto nelle molte sequenze genetiche di SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19, che sono state ottenute da migliaia di pazienti in tutto il mondo durante la pandemia. Meng e Zeichner hanno realizzato due vaccini, uno progettato per proteggere contro COVID-19 e un altro progettato per proteggere contro PEDV. PEDV e il virus che causa COVID-19 sono entrambi coronavirus, ma sono parenti lontani. PEDV e SARS-CoV-2, come tutti i coronavirus, condividono molti degli amminoacidi che costituiscono il peptide di fusione. Il PEDV infetta i suini, provocando diarrea, vomito e febbre alta, ed è stato un grande fardello per gli allevatori di suini di tutto il mondo. Quando il PEDV è apparso per la prima volta negli allevamenti di suini negli Stati Uniti, ha ucciso quasi il 10% dei suini statunitensi, una pandemia di suini. Un vantaggio dello studio della PEDV nei suini è che Meng e Zeichner potrebbero studiare la capacità dei vaccini di offrire protezione contro un’infezione da coronavirus nel suo ospite nativo, in questo caso i maiali. Gli altri modelli che sono stati utilizzati per testare i vaccini COVID-19 studiano SARS-CoV-2 in ospiti non nativi, come scimmie o criceti, o in topi che sono stati geneticamente modificati per consentire loro di essere infettati da SARS-CoV- 2. I maiali sono anche molto simili in fisiologia e immunologia alle persone:
possono essere i modelli animali più vicini a persone diverse dai primati. In alcuni risultati inaspettati, Meng e Zeichner hanno osservato che sia il vaccino contro la PEDV che il vaccino contro la SARS-CoV-2 proteggevano i suini dalle malattie causate dalla PEDV. I vaccini non hanno impedito l’infezione, ma hanno protetto i suini dallo sviluppo di sintomi gravi, proprio come le osservazioni fatte quando i primati sono stati testati con i vaccini COVID-19 candidati. I vaccini hanno anche innescato il sistema immunitario dei suini per attivare una risposta immunitaria molto più vigorosa all’infezione. Se entrambi i vaccini PEDV e COVID-19 proteggessero i suini dalla malattia causata da PEDV e preparassero il sistema immunitario a combattere la malattia, è ragionevole pensare che il vaccino COVID-19 proteggerebbe anche le persone dalla grave malattia COVID-19, dicono gli scienziati.
PROSSIMI PASSI
Ulteriori test, inclusi studi sull’uomo, sarebbero necessari prima che il vaccino COVID-19 possa essere approvato dalla Food and Drug Administration federale o da altre agenzie di regolamentazione in tutto il mondo per l’uso nelle persone, ma i collaboratori sono soddisfatti dei primi successi del vaccino -piattaforma di sviluppo. Zeichner ha aggiunto di essere incoraggiato dal fatto che una collaborazione tra UVA e Virginia Tech, scuole con una nota rivalità sportiva, abbia prodotto risultati così promettenti. “XJ è solo un fantastico collaboratore e un meraviglioso scienziato. Ed è incredibilmente generoso con il suo tempo e le risorse che ha a disposizione “, ha detto Zeichner. “Se gli scienziati UVA e Virginia Tech possono lavorare insieme per cercare di fare qualcosa di positivo per affrontare la pandemia, allora forse c’è qualche speranza di collaborazione e cooperazione nel paese in generale”.
INFORMAZIONI SULLA RICERCA
I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista scientifica PNAS. I risultati sono in fase di revisione tra pari. Il team di ricerca era composto da Denicar Lina Nascimento Fabris Maeda, Debin Tian, Hanna Yu, Nakul Dar, Vignesh Rajasekaran, Sarah Meng, Hassan Mahsoub, Harini Sooryanarain, Bo Wang, C.Lynn Heffron, Anna Hassebroek, Tanya LeRoith, Xiang-Jin Meng e Steven L. Zeichner. Zeichner è il professore McClemore Birdsong nei Dipartimenti di Pediatria e Microbiologia, Immunologia e Biologia del cancro, il direttore del Pendleton Pediatric Infectious Disease Laboratory e parte del UVA Children’s Child Health Research Center. Meng è Distinguished Professor dell’Università e membro del Dipartimento di Scienze Biomediche e Patobiologia della Virginia Tech. Il loro lavoro di sviluppo del vaccino è stato supportato dal Pendleton Pediatric Infectious Disease Laboratory, dalla sedia dotata di McClemore Birdsong e dal generoso sostegno del Fondo Manning dell’Università della Virginia per la ricerca COVID-19 e della Ivy Foundation. Il lavoro è stato anche parzialmente sostenuto dal Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine (FRS # 175420) e dai fondi interni della Virginia Tech (FRS # 440783). Per rimanere aggiornato sulle ultime notizie sulla ricerca medica da UVA, iscriviti al blog Making of Medicine. (Fonte).
