Dall'inizio della pandemia da COVID-19 si è capito che solo un vaccino avrebbe permesso di contenere il suo effetto devastante sulla comunità. Tuttavia, gli scienziati che hanno cominciato a studiare un vaccino per il Coronavirus SARS-CoV-2 all'inizio del 2020 non ritenevano possibile un successo in tempi rapidi.
Il vaccino sviluppato più velocemente, nel passato, è stato quello contro gli orecchioni, realizzato negli anni '60 in quattro anni (dal sequenziamento virale all'approvazione finale). Sperare di ottenerne uno entro l'estate del 2021 sembrava davvero troppo ottimistico.

Invece, dopo meno di un anno sono stati sviluppati oltre 200 potenziali vaccini, 52 dei quali sono in fase di sperimentazione sull'uomo, 13 in una fase finale e 6 pronti per l'uso. Il 2 dicembre 2020 il primo vaccino ha completato le diverse fasi di sperimentazione e controlli ed è stato approvato per un uso d'emergenza.
A questo hanno fatto seguito le approvazioni di diversi altri vaccini. In tutto il mondo si è iniziato ad acquisire e distribuire vaccini specifici per il SARS CoV-2 grazie all'impegno delle varie case farmaceutiche produttrici: la BioNtech-Pfizer, la statunitense Moderna, l'AstraZeneca, la Sanofi-GSK, la Jannsen, la CureVac e la Novavax.

L'esperienza acquisita con il vaccino contro il SARS CoV-2 ha dimostrato che il processo di sviluppo di un nuovo vaccino può essere accelerato in modo sostanziale senza comprometterne la sicurezza, se ci sono sufficienti interessi e si dispone di molte risorse.

Si è potuti arrivare a vaccini efficaci e sicuri tanto presto grazie all'adozione di sistemi di produzione più veloci, a finanziamenti enormi che hanno permesso alle aziende farmaceutiche di eseguire più prove (fasi di studio) in parallelo, e al fatto che le agenzie regolatorie internazionali hanno potuto utilizzare procedure di emergenza, anticipando l’analisi dei dati anche durante lo svolgimento degli studi stessi.

Ma soprattutto grazie ad anni di ricerche precedenti sui virus simili: la ricerca sui vaccini a base di DNA è infatti iniziata almeno 25 anni fa, e i vaccini a base di RNA hanno beneficiato di 10-15 anni di intensa ricerca di base, mirata allo sviluppo di vaccini contro il cancro.

Negli ultimi anni molti ricercatori avevano rivolto la loro attenzione a coronavirus simili al COVID-19: quelli che causano la SARS (sindrome respiratoria acuta grave) e la MERS (sindrome respiratoria del Medio Oriente), e alcuni avevano lavorato a nuovi tipi di vaccini, analizzando tecnologie nuove più promettenti. Questo sforzo congiunto ha permesso ora dei risultati spettacolari.
Infatti mentre i vaccini convenzionali contengono proteine virali o forme attenuate del virus – che stimolano le difese immunitarie dell'organismo contro l'invasione del virus – i primi due vaccini COVID-19 hanno utilizzato solo una stringa di mRNA all'interno di un mantello lipidico.

Il mRNA codifica (ovvero contiene l'informazione genetica per la produzione di) una proteina chiave della SARS-CoV-2, la proteina ‘spike', che si aggancia alle membrane cellulari umane e permette al coronavirus di invadere la cellula. Una volta che il mRNA del vaccino entra nelle cellule, l'individuo riproduce questa proteina estranea (la spike), che agisce come antigene: cioè una molecola estranea che innesca una risposta immunitaria specifica.

I primi due vaccini prodotti da Pfizer e BioNTech e dalla società farmaceutica Moderna utilizzano entrambi del mRNA che codifica la proteina spike. Da tempo le ricerche su MERS e SARS avevano mostrato che fosse preferibile sintetizzare la sequenza dell'RNA per produrre la proteina spike nella forma che adotta prima di agganciare una cellula.

Un diverso tipo di vaccino, che ha dimostrato la sua efficacia negli studi clinici e nell’applicazione sulle popolazioni, è stato realizzato dalle ditte farmaceutiche AstraZeneca e Johnson & Johnson.

Questi non utilizzano il mRNA: l'informazione genetica che codifica la proteina spike SARS-CoV-2 è costituita da una breve catena di DNA, contenuta in un vettore virale, un virus innocuo che serve a trasportare la stringa di DNA.

Anche questo vaccino ha beneficiato di anni di ricerca per selezionare il vettore, una forma modificata di adenovirus che può causare l'influenza negli scimpanzé e non nell'uomo. I progressi in questo tipo di vaccini derivano anch'essi dalla ricerca condotta negli anni passati su SARS, MERS, Ebola e Malaria.

La parte più lenta dello sviluppo di un vaccino non è trovare i potenziali candidati, ma metterli alla prova: un processo che spesso richiede anni, per valutare efficacia e sicurezza sull'uomo. I test si sviluppano su tre fasi che comportano un numero crescente di persone e un aumento proporzionale dei costi.
Per i vaccini COVID-19 sono stati effettuati gli stessi test ma, grazie alle enormi somme investite nel processo, le aziende farmaceutiche hanno potuto assumere i rischi finanziari di eseguire più test contemporaneamente.

Si sono potute fare prove precliniche e di fase I, II e III in parallelo invece che in sequenza, cioè scommettere sull'avvio di test su larga scala e sulla produzione di candidati vaccini che potevano anche non funzionare.
È stata quindi la concomitanza dei tanti studi precedenti, insieme allo sviluppo di fasi di studi in contemporanea, a permettere la grande accelerazione del processo di ricerca. Lo slancio cioè non è venuto tutto dall'urgenza della pandemia COVID-19, ma dallo studio dei virus infettivi e letali precedenti (epidemie di Ebola e Zika), che hanno motivato la creazione di infrastrutture nazionali e globali in grado di promuovere uno sviluppo più rapido del vaccino.

L'approvazione più rapida dei vaccini ha tuttavia sollevato dubbi sulla loro sicurezza. In realtà non c'è stato un allentamento dei rigidi criteri per l'approvazione. I criteri non sono cambiati e non sono diventati meno rigidi: sono stati applicati "in parallelo" invece che "in serie" aumentando così di molto i costi di produzione che, tuttavia, sono stati coperti in larga misura da finanziamenti statali e sovranazionali, come quello della Commissione Europea.  

L'esperienza COVID-19 cambierà quasi certamente il futuro della ricerca sui vaccini.
Per cominciare, potrebbe determinare l'utilizzo di vaccini mRNA – che non erano stati precedentemente approvati per l'uso nell'uomo – così come prevedere un approccio più rapido anche per arrivare alla prevenzione vaccinale di altre malattie.

La tecnica che utilizza il mRNA semplifica molto la produzione dei vaccini: infatti si può usare lo stesso impianto farmaceutico per produrre RNA per diverse malattie.
Questo dovrebbe ridurre gli investimenti necessari e ciò è estremamente importante per malattie come la Malaria, la Tubercolosi e la Polmonite, che uccidono milioni di persone all'anno, così come per eventuali altre pandemie letali, prevedibili nel futuro.

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