I vaccini a mRNA: una storia lunga sessant’anni

I vaccini a mRNA non sono arrivati così in fretta, come i più scettici credono.

In realtà, essi sono il risultato di una lunga storia fatta di studi teorici, ricerche apparentemente inutili, colpi di scena, che si sono via via incastrati e hanno portato a una nuova era nel campo della lotta agli agenti infettivi.

GLI INIZI

Tutto ha inizio negli anni ’60 con la scoperta dell’RNA messaggero (mRNA) e della sua funzione, quella di intermediario tra il DNA e gli organelli deputati alla fabbrica delle proteine, i Ribosomi.

Questa scoperta ha portato ai passi successivi, ovvero a) come usare l’mRNA per insegnare alle cellule a produrre frammenti di virus  e rafforzare in questo modo il sistema immunitario b) come proteggere una molecola tanto fragile dalla degradazione, una volta introdotta nel sangue c) come poterla utilizzare per combattere il virus HIV che negli anni ’90 era in piena espansione.

1982 – LA SCOPERTA DEL VIRUS HIV E IL VACCINE RESEARCH CENTER

Nel 1982, lo specializzando americano Barney Graham soccorre un uomo delirante con lesioni multiple alla pelle e infezioni di vari organi.

Sono le prime manifestazioni dell’HIV che inizialmente si ritiene circoscritto a giovani uomini omosessuali che fanno uso di eroina.

Nel 1996 il virus ha ucciso sei milioni di persone nel mondo.

Il Presidente Clinton convoca un giovane scienziato, Anthony Fauci, e gli chiede come mai non esista ancora un vaccino contro l’HIV.

Lo scienziato risponde con una richiesta: la creazione di un centro multidisciplinare dedicato.

E’ così che nasce il Vaccine Research Center a Bethesda, nel Maryland, in cui finisce a lavorare anche Barney Graham.

GLI STUDI SULLA PROTEINA SPIKE DELL’HIV

La ricerca al Vaccine Research Center produce 85 vaccini anti-HIV, nessuno dei quali risulta efficace.

Gli scienziati, tra cui un certo Jason McLellan, rivolgono allora l’attenzione sulla proteina Spike, una sorta di uncino usato dal virus per agganciare le cellule.

Ma la ricerca è difficile, il virus muta in continuazione (e anche la spike) e McLellan chiede di poter prendere in considerazione altri virus.

Barney Graham, intanto, comincia a studiare altri virus, tra i quali il Virus Respiratorio Sinciziale (VRS) che causa infezioni ai polmoni e alle alte vie aeree.

McLellan lo nota e i due cominciano a collaborare aprendo la strada al vaccino contro il Covid-19…

LA PRODUZIONE DI mRNA SINTETICO

Negli anni ’90, la biochimica ungherese Katlin Karikò tenta di produrre mRNA sintetico che non venga immediatamente riconosciuto come estraneo dall’organismo e rigettato.

Solo nel 2005, lei e Drew Weissmann, della Pennsylvania University, riescono a modificare due nucleosidi (i componenti base dell’mRNA) inibendo, così, la reazione immunitaria dell’organismo contro la molecola estranea.

Così modificato, dunque, l’mRNA riesce a sfuggire al controllo implacabile e ad arrivare alle cellule intatto.

Il lavoro dei due scienziati, però, viene guardato con sospetto dalla comunità scientifica.

La loro pubblicazione viene rigettata da riviste del calibro di Science o Nature e pubblicata sulla meno blasonata Immunity.

GLI STUDI SULLE MEMBRANE LIPIDICHE

Una volta protetto dal rigetto, il fragile mRNA  deve essere consegnato integro alle cellule.

Ecco la nuova sfida.

Entrano in campo i biochimici della canadese Inex, che lavorano su membrane lipidiche di piccolissime dimensioni.

Gli scienziati, agendo sulla carica elettrica di questi involucri lipidici, riescono a mascherarne la tossicità e farli passare indenni l’attacco da parte dell’organismo.

Abbiamo, ora, un mRNA in grado di istruire il sistema immunitario e un involucro che lo protegge.

Manca il codice da fornire alle cellule perché possano fabbricare la proteina spike e dare inizio alla risposta immunitaria.

GLI STUDI SUI CORONAVIRUS

Torniamo a McLellan e Graham e ai loro studi congiunti su HIV e VRS.

Nel 2013 Graham si concentra su una classe di virus che provoca il raffreddore, i coronavirus.

Egli “sfrutta” un suo collaboratore che, al ritorno da un pellegrinaggio a La Mecca, presenta i sintomi della MERS.

In realtà, le analisi rivelano semplicemente un raffreddore causato da un coronavirus denominato HKU1, fornito anch’esso di proteina spike.

Dopo qualche anno, su Nature viene pubblicata la prima immagine della proteina spike di un coronavirus umano.

Ci sono, dunque, tutti i presupposti per creare un vaccino contro il virus della MERS.

LA PROTEINA SPIKE

La Spike è una proteina che cambia continuamente, anche quella sintetica.

Per poterla utilizzare come vaccino, bisogna bloccarla nella conformazione assunta un attimo prima dell’aggancio alla cellula bersaglio.

Graham, insieme a un giovane scienziato cinese, Nianshuang Wang, ci prova.

I due trovano un punto critico della molecola in cui inserire due mutazioni che la bloccano.

Purtroppo, per arrivare a questo risultato, ci mettono tre anni e a quel punto la MERS è alle spalle e i coronavirus non sono più interessanti.

La scoperta appare totalmente inutile.

Ma non sarà così.

IL COVID-19

Ed eccoci ai giorni nostri.

Il 31 Dicembre 2019, Graham legge al computer di una misteriosa polmonite che colpisce la città di Wuhan in Cina.

Intanto, gli scienziati cinesi identificano la causa della polmonite: un Coronavirus.

Qualche tempo dopo, è già disponibile la sequenza genetica del virus.

Graham e McLellan, forti dell’esperienza con il virus della MERS,  individuano il tratto dell’RNA virale che codifica per la proteina Spike.

Da qui ad incorporare le mutazioni che provocano il blocco della proteina Spike è un gioco da ragazzi.

Il 15 Febbraio 2020, i due scienziati pubblicano il loro lavoro su un sito accessibile ai lavori scientifici.

Sarà la rivista Science, poco più tardi, a dare lustro ufficiale all’articolo.

I PRIMI VACCINI PFIZER-BIONTECH E MODERNA

L’importantissimo lavoro di Grahan e McLellan viene utilizzato dai due colossi americani che riescono a produrre vaccini anti-Covid con una efficacia molto alta.

Per farlo, utilizzano l’alterazione chimica scoperta dalla scienziata ungherese Karikò e da Weissmann e l’involucro lipidico protettivo creato dai ricercatori canadesi della Inex.

Nel Novembre 2020 il mondo ha il suo primo vaccino.

Come si evince da questa avvincente storia, non c’è nulla di improvvisato.

La lunga sequenza di piccole e grandi scoperte ha potuto portare ad una conquista che ci ha permesso di combattere con armi efficaci e sicure contro un virus implacabile e, soprattutto, di salvare vite.

Dobbiamo ringraziare tutti quegli scienziati, noti o meno noti, che tra mille difficoltà, non si sono mai arresi per amore della scienza, del progresso e per il bene di noi tutti.

 

 

 

 

 

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