I vaccini 'auto-alimentanti' potrebbero essere le vaccinazioni del futuro
Di Julie Stewart
4 agosto 2022 - La maggior parte dei vaccini non viene venduta una tantum. È necessaria una serie di richiami per aumentare nel tempo l'immunità a COVID-19, tetano e altre minacce infettive. Questo può significare visite multiple presso un operatore sanitario, con conseguenti costi di tempo e talvolta di denaro.
Ma cosa succederebbe se si potesse ricevere un'unica iniezione che si potenzia da sola ogni volta che si ha bisogno di una maggiore protezione?
I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno sviluppato microparticelle che potrebbero essere utilizzate per creare vaccini auto-alimentanti che erogano il loro contenuto in momenti accuratamente stabiliti. In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science Advances, gli scienziati descrivono come hanno messo a punto le particelle per rilasciare i prodotti al momento giusto e offrono indicazioni su come mantenere le particelle stabili fino a quel momento.Come potrebbero funzionare i vaccini auto-alimentanti
Il team ha sviluppato delle minuscole particelle che assomigliano a tazze di caffè, ma che al posto della vostra bevanda preferita sono riempite di vaccino.
"Si può mettere il coperchio e poi iniettarlo nel corpo, e una volta che il coperchio si rompe, qualsiasi cosa ci sia dentro viene rilasciata", dice l'autrice dello studio Ana Jaklenec, PhD, ricercatrice presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT.
Per realizzare le minuscole coppette, i ricercatori utilizzano vari polimeri (materiali sintetici simili alla plastica) già utilizzati in applicazioni mediche, come i punti di sutura dissolvibili. Poi riempiono le coppette con materiale vaccinale che viene essiccato e combinato con zuccheri e altri stabilizzatori.
Le particelle possono essere realizzate in varie forme e perfezionate utilizzando polimeri con proprietà diverse. Alcuni polimeri durano più a lungo nell'organismo di altri, quindi la loro scelta contribuisce a determinare per quanto tempo tutto rimarrà stabile sotto la pelle dopo l'iniezione e quando le particelle rilasceranno il loro carico. Potrebbe trattarsi di giorni o mesi dopo l'iniezione.
Una sfida è rappresentata dal fatto che, man mano che le particelle si aprono, l'ambiente circostante diventa più acido. L'équipe sta studiando un modo per ridurre l'acidità e rendere il materiale del vaccino più stabile.
"Abbiamo in corso ricerche che hanno prodotto risultati davvero entusiasmanti sulla loro stabilità, dimostrando che è possibile mantenere vaccini davvero sensibili e stabili per un buon periodo di tempo", spiega l'autore dello studio Morteza Sarmadi, PhD, specialista di ricerca presso l'Istituto Koch.
Il potenziale impatto sulla salute pubblica
Questa ricerca, finanziata dalla Bill & Melinda Gates Foundation, è iniziata pensando ai Paesi in via di sviluppo.
"L'intento era quello di aiutare le persone nei paesi in via di sviluppo, perché molto spesso le persone non tornano per una seconda iniezione", spiega l'autore dello studio Robert Langer, ScD, professore del David H. Koch Institute al MIT.
Ma un piano unico potrebbe essere vantaggioso anche per il mondo sviluppato. Uno dei motivi è che i vaccini autoavvianti potrebbero aiutare coloro che ne ricevono uno a raggiungere risposte anticorpali più elevate rispetto a quelle ottenute con una sola dose. Ciò potrebbe significare una maggiore protezione per l'individuo e per la popolazione, perché con lo sviluppo di un'immunità più forte, i germi potrebbero avere meno possibilità di evolversi e diffondersi.
Prendiamo ad esempio la pandemia COVID-19. Solo il 67% degli americani è completamente vaccinato e la maggior parte delle persone che hanno diritto al primo e al secondo richiamo non l'ha fatto. Nuove varianti, come quelle recenti di Omicron, continuano a emergere e a infettare.
"Credo che queste varianti avrebbero avuto molte meno possibilità di emergere se tutti coloro che si fossero vaccinati la prima volta avessero ripetuto le iniezioni, cosa che non hanno fatto", afferma Langer.
I vaccini autoprodotti potrebbero essere utili anche ai neonati, ai bambini che temono le iniezioni e agli anziani che hanno difficoltà a ottenere assistenza sanitaria.
Inoltre, poiché il materiale vaccinale è incapsulato e il suo rilascio può essere scaglionato, questa tecnologia potrebbe aiutare le persone a ricevere contemporaneamente più vaccini che ora devono essere somministrati separatamente.
Il prossimo passo
L'équipe sta testando i vaccini antipolio e antiepatite autoavvianti in primati non umani. Nei prossimi anni potrebbe seguire una piccola sperimentazione su esseri umani sani.
"Pensiamo che questa tecnologia abbia un potenziale davvero elevato e speriamo che possa essere sviluppata e passare presto alla fase umana", afferma Jaklenec.
In modelli animali più piccoli, stanno esplorando il potenziale dei vaccini a mRNA auto-boostati. Stanno inoltre collaborando con scienziati che stanno studiando vaccini contro l'HIV.
"Di recente sono stati compiuti alcuni progressi in cui regimi molto complessi sembrano funzionare, ma non sono pratici", dice Jaklenec. "E' qui che questa particolare tecnologia potrebbe essere utile, perché è necessario preparare e potenziare i vaccini con sostanze diverse, e questo permette di farlo".
Questo sistema potrebbe anche andare oltre i vaccini ed essere utilizzato per somministrare terapie antitumorali, ormoni e farmaci biologici in un'iniezione.
Grazie a un nuovo lavoro con i ricercatori della Georgia Tech University, il team studierà il potenziale della somministrazione di vaccini auto-alimentanti attraverso microneedles stampati in 3D. Questi vaccini, che si attaccherebbero alla pelle come una benda, potrebbero essere auto-somministrati e distribuiti a livello globale in risposta a focolai locali.
