A colpo d’occhio

I vaccini virali basati su vettori differiscono dalla maggior parte dei vaccini convenzionali in quanto in realtà non contengono antigeni, ma usano piuttosto le cellule del corpo per produrli. Lo fanno utilizzando un virus modificato (il vettore) per fornire il codice genetico per l’antigene, nel caso delle proteine spike COVID-19 trovate sulla superficie del virus, nelle cellule umane. Infettando le cellule e istruendole a produrre grandi quantità di antigene, che poi innescano una risposta immunitaria, il vaccino imita ciò che accade durante l’infezione naturale con determinati agenti patogeni, in particolare i virus. Questo ha il vantaggio di innescare una forte risposta immunitaria cellulare da parte delle cellule T e la produzione di anticorpi da parte delle cellule B. Un esempio di vaccino vettoriale virale è il vaccino rVSV-ZEBOV contro Ebola.

Advantages and disadvantages of viral vector-based vaccines

Well-established technology

Strong immune response

Immune response involves B cells and T cells

Previous exposure to the vector could reduce effectiveness

Relatively complex to manufacture

How do such vaccines trigger immunity?

I virus sopravvivono e si replicano invadendo le cellule del loro ospite e dirottando i loro macchinari per la produzione di proteine, quindi legge il codice genetico del virus e crea nuovi virus. Queste particelle virali contengono antigeni, molecole che possono innescare una risposta immunitaria. Un principio simile è alla base dei vaccini vettoriali virali-solo in questo caso, le cellule ospiti ricevono solo codice per produrre antigeni. Il vettore virale agisce come un sistema di consegna, fornendo un mezzo per invadere la cellula e inserire il codice per un virus diverso’ antigeni (l’agente patogeno che si sta cercando di vaccinare contro). Il virus stesso è innocuo, e ottenendo le cellule solo per produrre antigeni il corpo può montare una risposta immunitaria in modo sicuro, senza sviluppare la malattia.

Vari virus sono stati sviluppati come vettori, tra cui l’adenovirus (una causa del comune raffreddore), il virus del morbillo e il virus della vaccinia. Questi vettori sono spogliati di tutti i geni che causano malattie e talvolta anche geni che possono consentire loro di replicarsi, il che significa che ora sono innocui. Le istruzioni genetiche per fare l’antigene dal patogeno bersaglio sono cucite nel genoma del vettore del virus.

Esistono due tipi principali di vaccini virali basati su vettori. I vaccini vettoriali non replicanti non sono in grado di produrre nuove particelle virali; producono solo l’antigene del vaccino. I vaccini vettoriali replicanti producono anche nuove particelle virali nelle cellule che infettano, che poi continuano a infettare nuove cellule che renderanno anche l’antigene del vaccino. I vaccini vettori virali COVID-19 in fase di sviluppo utilizzano vettori virali non replicanti.

Una volta iniettati nel corpo, questi virus vaccinali iniziano a infettare le nostre cellule e ad inserire il loro materiale genetico – incluso il gene dell’antigene – nei nuclei delle cellule. Le cellule umane producono l’antigene come se fosse una delle loro proteine e questo è presentato sulla loro superficie insieme a molte altre proteine. Quando le cellule immunitarie rilevano l’antigene estraneo, montano una risposta immunitaria contro di esso.

Questa risposta include le cellule B produttrici di anticorpi, così come le cellule T, che cercano e distruggono le cellule infette. Le cellule T lo fanno esaminando il repertorio di proteine espresse sulle superfici delle cellule. Sono stati addestrati a riconoscere le proteine del corpo come “sé”, quindi se notano una proteina estranea, come un antigene del patogeno, monteranno una risposta immunitaria contro la cellula che lo trasporta.

Una sfida di questo approccio è che le persone potrebbero essere state precedentemente esposte al vettore del virus e aumentare una risposta immunitaria contro di esso, riducendo l’efficacia del vaccino. Tale “immunità anti-vettore” rende anche difficile la somministrazione di una seconda dose del vaccino, supponendo che ciò sia necessario, a meno che questa seconda dose non venga erogata utilizzando un vettore di virus diverso.

Quanto sono facili da produrre?

Un importante collo di bottiglia per la produzione di vaccini vettoriali virali è la scalabilità. Tradizionalmente, i vettori virali vengono coltivati in cellule che sono attaccate a un substrato, piuttosto che in cellule fluttuanti-ma questo è difficile da fare su larga scala. Sono ora in fase di sviluppo linee cellulari di sospensione, che consentirebbero ai vettori virali di essere coltivati in grandi bioreattori. L’assemblaggio del vaccino vettoriale è anche un processo complesso, che coinvolge più passaggi e componenti, ognuno dei quali aumenta il rischio di contaminazione. Sono quindi necessari test approfonditi dopo ogni passaggio, aumentando i costi.