Come funziona il vaccino Oxford-AstraZeneca

L'Università di Oxford ha collaborato con la società britannico-svedese AstraZeneca per sviluppare e testare un vaccino contro il coronavirus noto come ChAdOxl nCoV-19 o AZD1222. Decine di paesi hanno autorizzato il vaccino per l'uso di emergenza, ma non è ancora autorizzato dalla Food and Drug Administration. Pensiamo di far cosa gradita pubblicando questa semplice presentazione che può essere utile per dare un’idea di come funziona il Vaccino AstraZeneca mentre in un'altra pubblicazione verrà analogamente presentato il funzionamento del Vaccino Pfizer. Entrambe si prestano a numerose considerazioni che saranno oggetto di una ulteriore pubblicazione che ne riassumerà le criticità.

Tempo di lettura: 7 minutes

Di Ionathan Corum e Cari Zimroer – Aggiornato 07/maggio/2021

Tradotto dal New York Times del 17/Dicembre/2020

Un pezzo del Coronavirus

 II virus SARS-CoV-2 è costellato di proteine che utilizza per entrare nelle cellule umane. Queste proteine chiamate spike, sono un bersaglio allettante per potenziali vaccini e trattamenti.

Il vaccino Oxford-AstraZeneca si basa sulle istruzioni genetiche del virus per la costruzione della proteina spike. Ma a differenza dei vaccini Pfizer-BioNTeche Moderna, che memorizzano le istruzioni in RNA a singolo filamento, il vaccino di Oxford utilizza DNA a doppio filamento.

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DNA all’interno di un adenovirus

I ricercatori hanno aggiunto il gene per la proteina spike del coronavirus a un altro virus chiamato adenovirus. Gli adenovirus sono virus comuni che in genere causano raffreddori o sintomi simil-influenzali. Il team di Oxford-AstraZeneca ha utilizzato una versione modificata di uno scimpanzé adenovirus, noto come ChAdOx1. Può entrare nelle cellule, ma non può replicarsi al loro interno. AZD1222 nasce da decenni di ricerca sui vaccini a base di adenovirus.

A luglio, è stato approvato per primo per uso generale un vaccino per l’Ebola, prodotto da Johnson & Johnson. Sono in corso studi clinici avanzati per altre malattie, tra cui H.I.V. e Zika.

Il vaccino Oxford-AstraZeneca per Covid-19 è più robusto del Vaccini a mRNA di Pfizer e Moderna. Il DNA non è fragile come l’RNA e il resistente rivestimento proteico dell’adenovirus aiuta a proteggere il materiale genetico all’interno.

Di conseguenza, il vaccino di Oxford non deve rimanere congelato. Il vaccino dovrebbe durare per almeno sei mesi se refrigerato a 38-46 ° F (2-8 ° C).

Immissione in una cellula

Dopo che il vaccino è stato iniettato nel braccio di una persona, gli adenovirus
urtano le cellule e si agganciano alle proteine sulla loro superficie. La cellula inghiotte il virus in una bolla e lo tira dentro. Una volta dentro, l’adenovirus fuoriesce dalla bolla e viaggia verso il nucleo, la camera in cui è immagazzinato il DNA della cellula.

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L’adenovirus spinge il suo DNA nel nucleo. L’adenovirus è progettato in modo che non possa fare copie di sè stesso, ma il gene per la proteina spike del coronavirus può essere letto dalla cellula e copiato in una
molecola chiamata RNA-messaggero o mRNA.

Costruire proteine Spike

L’mRNA lascia il nucleo e molecole della cellula (ribosoma) leggono la sua sequenza e iniziano ad assemblare le proteine spike

Alcune delle proteine spike prodotte dalla cellula formano punte che migrano verso la sua superficie e ne sporgono. Le cellule vaccinate rompono anche alcune delle proteine in frammenti, che presentano sulla loro superficie. Questi picchi sporgenti e frammenti di proteina spike possono quindi essere riconosciuti dal sistema immunitario.

L’adenovirus provoca anche il sistema immunitario accendendo i sistemi di allarme della cellula. La cellula invia segnali di avvertimento per attivare le cellule immunitarie nelle vicinanze. Con questo allarme, il vaccino Oxford-AstraZeneca fa sì che il sistema immunitario reagisca più fortemente alle proteine spike.

Individuare l’intruso

Quando una cellula vaccinata muore, i detriti contengono proteine spike e frammenti di proteine che possono quindi essere assorbiti da un tipo di cellula immunitaria chiamata CELLULA PRESENTANTE L’ANTIGENE.

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La cellula presenta frammenti della proteina spike sulla sua superficie. Quando altre cellule chiamate cellule T helper rilevano questi frammenti, le cellule T helper possono dare l’allarme e aiutare a gestire altre cellule immunitarie per combattere l’infezione.

Produzione di anticorpi

Altre cellule immunitarie, chiamate cellule B, possono imbattersi nei picchi Spike di coronavirus sulla superficie delle cellule vaccinate o nei frammenti di proteina spike fluttuanti.
Alcune delle cellule B possono essere in grado di bloccarsi sulle proteine spike. Se queste cellule B vengono quindi attivate dalle cellule T helper, inizieranno a proliferare e versare anticorpi che colpiscono la proteina spike

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Fermare il virus

Gli anticorpi possono agganciare i picchi di coronavirus, contrassegnare il virus per distruzione e prevenire l’infezione bloccando le punte dall’attaccarsi ad altre cellule.

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Uccidere le cellule infette

Le cellule che presentano l’antigene possono anche attivare un altro tipo di cellula immunitaria chiamata cellula T killer per cercare e distruggere eventuali cellule infette da coronavirus che mostrano i frammenti di proteina spike sulle loro superfici.

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Ricordando il virus

Il vaccino Oxford-AstraZeneca richiede due dosi, somministrate a quattro settimane di distanza, per innescare il sistema immunitario per combattere il coronavirus. Durante la sperimentazione clinica del vaccino, i ricercatori hanno inconsapevolmente somministrato ad alcuni volontari solo mezza dose.

Sorprendentemente, la combinazione di vaccini in cui la prima dose era solo la metàè stata efficace al 90% nel prevenire Covid-19 nella prova clinica.

Al contrario, la combinazione di due dosi piena, ha portato a soli 62% di percentuale di efficacia. I ricercatori ipotizzano che la prima dose più bassa abbia fatto un lavoro migliore nell’imitare l’esperienza di un’infezione, promuovendo una risposta immunitaria più forte quando è stata somministrata la seconda dose.

Poiché il vaccino è così nuovo, i ricercatori non sanno per quanto tempo la protezione potrebbe durare. È possibile che nei mesi successivi alla vaccinazione, il numero di anticorpi e cellule T killer diminuisca. Ma il sistema immunitario contiene anche cellule speciali chiamate cellule B di memoria e cellule T di memoria che potrebbero conservare informazioni sul coronavirus per anni o addirittura decenni.

(Per ulteriori informazioni sul vaccino, vedere Vaccino Covid di AstraZeneca: cosa devi sapere.)

A vial of the Oxford-AstraZeneca vaccine. John Cairns/University of Oxford/Agence France-Presse

Cronologia dei vaccini

Gennaio, 2020 I ricercatori del Jenner Institute dell’Università di Oxford iniziano a lavorare su un vaccino contro il coronavirus.

27 marzo I ricercatori di Oxford iniziano lo screening dei volontari per una sperimentazione umana.

23 aprile Oxford inizia uno studio di fase 1/2 in Gran Bretagna.30 aprile Oxford collabora con AstraZeneca per sviluppare, produrre e distribuire il vaccino.

21 maggio Il governo degli Stati Uniti promette fino a 1,2 miliardi di dollari per contribuire a finanziare lo sviluppo e la produzione del vaccino da parte di AstraZeneca.

28 maggio Inizia in Gran Bretagna una sperimentazione di fase 2/3 del vaccino. Alcuni dei volontari ricevono accidentalmente metà della dose prevista.

23 giugno Inizia in Brasile uno studio di fase 3.

28 giugno Inizia uno studio di fase 1/2 in Sudafrica.

30 luglio Un articolo su Nature mostra che il vaccino sembra sicuro sugli animali e sembra prevenire la polmonite.

18 agosto Una sperimentazione di fase 3 del vaccino inizia negli Stati Uniti, con 40.000 partecipanti.

6 settembre Gli studi sull’uomo sono sospesi in tutto il mondo dopo una sospetta reazione avversa in un volontario britannico. Né AstraZeneca né Oxford annunciano la pausa.

8 settembre Le notizie sui processi sospesi diventano pubbliche.

12 settembre La sperimentazione clinica riprende nel Regno Unito ma rimane in pausa negli Stati Uniti.

Una siringa del vaccino in un sito di sperimentazione in Gran Bretagna.  Andrew Testa per il New York Times

23 ottobre Dopo l’indagine, la Food and Drug Administration consente alla sperimentazione clinica di fase 3 di continuare negli Stati Uniti.

23novembre AstraZeneca annuncia i dati degli studi clinici che mostrano un iniziale metà dose del vaccino appare più efficace di una dose completa. Ma irregolarità e omissioni suscitano molte domande sui risultati.

Il primo ministro britannico Boris Johnson osserva una fiala del vaccino.  Foto piscina di Paul Ellis

7 dicembre Il Serum Institute of India annuncia di aver fatto domanda al Governo indiano per l’autorizzazione all’uso di emergenza del vaccino, noto come Covishield in India.

8 dicembre Oxford e AstraZeneca pubblicano il primo articolo scientifico su una sperimentazione clinica di fase 3 di un vaccino contro il coronavirus.

11 dicembre AstraZeneca annuncia che collaborerà con i creatori russi del vaccino Sputnik V, che è anche fatto da adenovirus.

30 dicembre La Gran Bretagna autorizza il vaccino per l’uso di emergenza.

3 gennaio 2021 L’India autorizza una versione del vaccino chiamata Covishield, realizzata dal Serum Institute of India.

11marzo Danimarca, Islanda e Norvegia sospendono l’uso del vaccino a causa delle preoccupazioni per un possibile aumento del rischio di coaguli di sangue.

18 marzo L’Agenzia europea per i medicinali afferma che il vaccino Oxford-AstraZeneca è sicuro.

22 marzo I risultati di un ampio studio clinico mostrano che il vaccino ha un’efficacia complessiva del 79%.

26 marzo L’India taglia le esportazioni del vaccino Oxford-AstraZeneca, mentre le infezioni aumentano nel paese.

7 aprile La Gran Bretagna afferma che frenerà l’uso del vaccino Oxford-AstraZeneca negli adulti sotto i 30 anni, a causa del rischio di rari coaguli di sangue.

9 aprile Anticorpi insoliti possono aver causato i rari coaguli di sangue in alcuni persone che hanno ricevuto il vaccino Oxford-AstraZeneca.

23 aprile I ricercatori stanno esaminando come i componenti del vaccino Oxford-AstraZeneca potrebbero interrompere il normale processo di coagulazione del sangue in determinate rare condizioni.

26 aprile La Commissione europea annuncia di aver intentato una causa contro AstraZeneca per violazione del contratto, per ritardi nella spedizione di centinaia di milioni di dosi.

Fonti: Centro nazionale per l’informazione biotecnologica; Natura; Lynda Coughlan, Scuola di Medicina dell’Università del Maryland.

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