Un nuovo vaccino a DNA potrebbe essere la soluzione per combattere virus come il COVID-19, l’influenza e l’HIV. Gli scienziati hanno sviluppato un vaccino che utilizza una particella di DNA per imitare la struttura del virus e stimolare una risposta immunitaria.
È stato sviluppato un nuovo vaccino contro il SARS-CoV-2, il virus responsabile del COVID-19, utilizzando un innovativo sistema di somministrazione del DNA. I test su topi hanno finora mostrato risultati promettenti e gli scienziati che lo hanno sviluppato sperano che possa essere la risposta per sviluppare vaccini contro alcuni dei nostri virus più difficili, come l’influenza e l’HIV.
Il vaccino consiste in una particella di DNA che funge da struttura portante, trattenendo molte copie di un antigene del virus che si desidera prevenire. In questo modo, il DNA “imita” la struttura del virus.
I vaccini che utilizzano proteine, materiale genetico o altre piccole parti di un agente infettivo per evocare una risposta immunitaria sono chiamati vaccini a subunità e offrono diversi vantaggi rispetto ai tipi più tradizionali. Un vantaggio chiave è che non possono causare malattie, quindi potrebbero essere adatti anche per le persone con un sistema immunitario compromesso. Oggi sono in uso comune molti di questi tipi di vaccini, come il vaccino antitetanico che utilizza la tossina batterica anziché una forma attenuata o inattivata del batterio stesso.
I vaccini particolari sono un’estensione di questo concetto, utilizzando una molecola vettore per aiutare a trasportare le subunità nel corpo.
A prima vista, potresti pensare che un vaccino a DNA suoni meno come questo e più come la tecnologia dei vaccini a mRNA che ci ha dato le rivoluzionarie dosi contro il COVID-19, modificando il corso della pandemia e guadagnando ai loro creatori un premio Nobel. Questi vaccini utilizzano l’mRNA per fornire una sorta di manuale di istruzioni alle cellule del corpo, consentendo alla macchina cellulare di iniziare a produrre copie di un antigene virale. L’mRNA viene naturalmente degradato in pochi giorni, ma a quel punto c’è abbastanza antigene per stimolare una risposta immunitaria.
L’introduzione rapida dei vaccini a mRNA contro il COVID-19 ha salvato vite, ma ha anche portato a alcune sfortunate disinformazioni su ciò che queste dosi possono fare. Un mito persistente è stato che i vaccini a mRNA possano alterare il nostro stesso DNA: questo è stato dimostrato essere falso. In realtà, l’mRNA non arriva nemmeno nel nucleo dove è conservato il DNA.
Questi nuovi vaccini a DNA funzionano in modo molto diverso e sono molto simili ai molti vaccini a subunità che già fanno parte dei programmi standard di immunizzazione, come i vaccini contro l’HPV e la difterite.
Come funziona questo nuovo vaccino a DNA?
Il DNA in questo nuovo vaccino è essenzialmente un veicolo per trasportare e mostrare le proteine virali di interesse al sistema immunitario del corpo. In precedenza, gli scienziati avevano cercato di utilizzare altre proteine per questo scopo, ma hanno scoperto che ciò stava causando effetti collaterali indesiderati.
“Abbiamo scoperto in questo lavoro che il DNA non induce anticorpi che possono distogliere l’attenzione dalla proteina di interesse”, ha spiegato l’autore co-senior Mark Bathe, professore al MIT, in una dichiarazione. “Quello che puoi immaginare è che le tue cellule B e il tuo sistema immunitario vengano completamente addestrati da quell’antigene bersaglio, ed è quello che vuoi: che il tuo sistema immunitario sia concentrato sull’antigene di interesse.”
Il fatto che questi vaccini mirino alle cellule B, come dice Bathe, è un altro punto a loro favore. Le cellule B sono le cellule del sistema immunitario che producono gli anticorpi. Persistono nel corpo per molto più tempo rispetto alle cellule T che vengono stimolate da altri tipi di vaccini, a volte per decenni, quindi c’è il potenziale per una protezione molto più duratura.
Il laboratorio di Bathe ha sviluppato strutture complesse a partire da DNA sintetico utilizzando un metodo chiamato letteralmente origami del DNA. Piegando la molecola di DNA e aggiungendo antigeni virali in posizioni strategiche, possono creare strutture facilmente riconoscibili dalle cellule B perché assomigliano molto ai normali virus.
Fino ad ora, i vaccini a struttura di DNA sono stati testati solo su topi, quindi è ancora presto. Hanno utilizzato la proteina spike del SARS-CoV-2 e sono riusciti a dimostrare che i topi hanno sviluppato una forte risposta immunitaria al virus, ma soprattutto non alla struttura del DNA.
Il team spera che questo approccio possa essere la chiave per lo sviluppo di un vaccino a spettro ampio contro le varianti del SARS-CoV-2, che potrebbe coprire anche virus correlati come quelli che causano SARS e MERS. E le loro ambizioni non si fermano qui.
“Siamo interessati a esplorare se possiamo insegnare al sistema immunitario a fornire livelli più elevati di immunità contro patogeni che resistono agli approcci vaccinali convenzionali, come l’influenza, l’HIV e il SARS-CoV-2”, ha detto l’autore co-senior Daniel Lingwood, professore associato alla Harvard Medical School e ricercatore principale presso il Ragon Institute.
“Questa idea di separare la risposta contro l’antigene bersaglio dalla piattaforma stessa è un trucco immunologico potenzialmente potente che ora si può utilizzare per aiutare a prendere decisioni di targeting immunologico più mirate.”
Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications.
