Come vengono realizzati i vaccini e come funzionano

I vaccini sono tra le scoperte più importanti della medicina moderna, responsabili di aver salvato milioni di vite. Ma come vengono realizzati questi potenti strumenti di difesa? E come riescono a proteggerci dalle malattie? Questo articolo esplora il processo di creazione dei vaccini, dalle prime fasi di ricerca fino alla somministrazione, svelando i meccanismi biologici che li rendono così efficaci nella lotta contro virus e batteri.

I vaccini sono un pilastro della buona salute pubblica. Abbiamo visto questo sentimento manifestarsi mentre il mondo affrontava il COVID-19: c’era un’impazienza per un lancio di vaccini sicuri ed efficaci per aiutare a tenere sotto controllo la pandemia.

E per una buona ragione: ogni anno i vaccini salvano milioni di vite da malattie mortali causate da virus o batteri.

“Malattie come il vaiolo e la poliomielite, che un secolo o due fa erano letali, ora sono solo un ricordo nella nostra coscienza”, osserva il pneumologo Daniel Culver, DO.

Sono fondamentali per combattere le malattie infettive, ma circola ancora molta disinformazione sui vaccini.

Per aiutare a chiarire ogni dubbio, il dott. Culver spiega tutto ciò che c’è da sapere su come vengono sviluppati i vaccini e come funzionano.

Come funzionano i vaccini?

Ogni giorno incontri migliaia di germi. Mentre il tuo sistema immunitario può combatterne la maggior parte da solo, i vaccini lo aiutano a combattere quelli che causano malattie (patogeni) che non riesce a gestire.

Di cosa sono fatti i vaccini?

La risposta rapida? Patogeni. I vaccini familiarizzano il tuo sistema immunitario, che produce anticorpi per difendere il tuo corpo dagli invasori dannosi, con un certo patogeno, così saprà cosa fare se in futuro dovessi essere infettato da quel patogeno.

Ci sono diversi modi in cui i vaccini possono raggiungere questo innesco del tuo sistema immunitario, dice il dott. Culver. Contengono:

• Una forma indebolita (attenuata) di un agente patogeno.
• Forma inattivata di un agente patogeno.
• Alcune parti del patogeno, come le sue proteine.
• Una tossina indebolita prodotta dal patogeno.

Gli ingredienti del vaccino possono contenere anche adiuvanti, che aiutano a potenziare la risposta immunitaria dell’organismo al vaccino, e stabilizzanti, che mantengono attivi i principi attivi dopo la produzione del vaccino.

È importante notare che i vaccini non ti fanno ammalare con il patogeno da cui sono progettati per proteggerti. Piuttosto, danno al tuo sistema immunitario una prova pratica per eliminare una versione più debole, inattivata o parziale del patogeno.

Molto raramente, i vaccini possono causare gravi reazioni fisiche, ma solitamente sono lievi, come un po’ di indolenzimento nel punto in cui è stato iniettato il vaccino, una leggera febbre o dolori.

“Ciò significa che il sistema immunitario è pronto a reagire e a prendere atto del vaccino”, spiega il dott. Culver.

In alcuni casi, come con il vaccino MPR, hai bisogno di più di una dose di vaccino per costruire una forte immunità. In altri casi, come con il vaccino antitetanico, la tua immunità svanisce nel tempo e hai bisogno di vaccini di “richiamo” occasionali.

Nel caso del vaccino antinfluenzale, i principali obiettivi della risposta immunitaria cambiano leggermente di anno in anno, a seconda dei ceppi del virus influenzale più diffusi quell’anno, quindi è necessario sottoporsi a un vaccino ogni anno.

Come i vaccini proteggono te (e gli altri)

La maggior parte dei vaccini non ti impedirà di contrarre un certo patogeno. Piuttosto, consentono al tuo corpo di fermare l’infezione prima che tu ti ammali, o ti impediscono di ammalarti gravemente quando ti infetti.

Ad esempio, il vaccino antinfluenzale riduce il rischio di contrarre l’influenza dal 40% al 60%, secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC) degli Stati Uniti. Potrebbe non sembrare molto, ma gli studi stimano anche che vaccinarsi contro l’influenza riduce dell’82% la probabilità di essere ricoverati in terapia intensiva per una malattia correlata all’influenza rispetto a chi non è vaccinato.

Questo aiuta te e chi ti circonda, comprese le persone nella tua comunità che non possono essere vaccinate a causa di gravi allergie o di una condizione medica che indebolisce il loro sistema immunitario. I patogeni possono diffondersi rapidamente da persona a persona. Quando un gran numero di persone in una comunità viene vaccinato, il patogeno non può diffondersi così facilmente.

“Se quel numero diventa abbastanza alto, avremo quella che viene chiamata immunità di gregge, in cui non ci sono abbastanza persone in una comunità che possono diffondere il virus in modo significativo”, spiega il dott. Culver.

Di quali vaccini abbiamo bisogno?

Negli Stati Uniti, il CDC raccomanda che i bambini siano vaccinati contro:

• Epatite B.
• Difterite, tetano e pertosse.
• Haemophilus influenzae di tipo b.
• Polio.
• Batteri pneumococcici.
• Rotavirus.
• Influenza.
• Varicella.
• Epatite A.
• Morbillo, parotite e rosolia.
• Malattia meningococcica.
• Virus del papilloma umano.
• COVID 19.

Da adulti, il CDC raccomanda di sottoporsi regolarmente a vaccinazioni per:

• COVID 19.
• Influenza.
• Difterite, tetano e pertosse.

Anche gli adulti di età compresa tra 50 e 64 anni dovrebbero vaccinarsi contro l’herpes zoster.

Il dott. Culver afferma che dovresti parlare con il tuo medico curante per sapere quali vaccini sono raccomandati per te. I programmi di vaccinazione raccomandati dal CDC per bambini e adulti sono disponibili sul suo sito web.

Come vengono sviluppati i vaccini?

Come i medicinali, anche i vaccini attraversano un lungo processo di ricerca, sviluppo e approvazione prima di essere resi disponibili al pubblico.

“I tempi usuali per lo sviluppo dei vaccini sono sicuramente superiori ai 10 anni e probabilmente più vicini ai 15 o 20 anni”, afferma il dott. Culver.

Ricerca esplorativa e preclinica

Lo sviluppo e la sperimentazione dei vaccini iniziano in laboratorio, dove gli scienziati lavorano per comprendere un agente patogeno e capire come potrebbero indurre il sistema immunitario a produrre anticorpi contro di esso. Quando identificano una sostanza che pensano possa funzionare (un antigene), iniziano testandola in colture cellulari e poi sugli animali.

Negli Stati Uniti, lo sponsor di un nuovo vaccino deve presentare una domanda alla Food and Drug Administration (FDA) prima di poter iniziare a testarlo sugli esseri umani.

Test clinici

Gli sviluppatori di vaccini devono completare un processo di sperimentazione clinica in tre fasi per dimostrare che il loro prodotto è sicuro ed efficace prima che possa essere approvato. Ciò include:

• Fase 1. Un piccolo numero di persone (solitamente persone sane) riceve il vaccino. Lo scopo di una sperimentazione di fase 1 è vedere se, o come, il vaccino genera una risposta immunitaria negli esseri umani e se provoca effetti collaterali potenzialmente pericolosi.
• Fase 2. Il vaccino viene somministrato a più persone (almeno diverse centinaia) di età e livelli di salute diversi. Gli studi di fase 2 consentono ai ricercatori di valutare meglio quanto sia sicuro ed efficace il vaccino e di scoprire qual è il dosaggio ideale.
• Fase 3. Centinaia o migliaia di persone ricevono il vaccino e la sua sicurezza ed efficacia vengono monitorate per un periodo di tempo più lungo.

Revisione normativa

Negli Stati Uniti, la FDA deve anche approvare un nuovo vaccino prima che questo possa essere reso disponibile al pubblico.

“Gli enti regolatori esaminano tutti i dati sulla sicurezza e l’efficacia raccolti da studi di laboratorio e sperimentazioni cliniche e poi decidono se questo sarà o meno un prodotto che sarà effettivamente utile per la popolazione”, osserva il dott. Culver.

Una volta approvato, il vaccino deve essere prodotto e distribuito, il che è un processo complesso e che richiede molto tempo. Ma non molti vaccini arrivano davvero fin qui.

“I vaccini sono molto difficili da sviluppare”, aggiunge. “A volte, possono sembrare molto buoni nelle sperimentazioni di fase iniziale, ma poi potrebbero non rivelarsi efficaci nelle sperimentazioni di fase 3”.

Se un vaccino viene approvato, gli enti regolatori e le aziende farmaceutiche continuano a monitorarne la sicurezza e l’efficacia, man mano che sempre più persone lo assumono.

Vaccini sviluppati di recente

Potremmo essere tutti abituati a vaccinarci contro l’influenza o a portare i nostri bambini a fare il vaccino contro la varicella, ma di recente sono stati sviluppati e approvati dalla FDA vaccini più recenti, come quelli contro il COVID-19 e il virus respiratorio sinciziale.

Vaccino contro il covid-19

Il lavoro sui vaccini per la protezione contro il COVID-19 è avvenuto a una velocità che sembrava fulminea.

“Le aziende biofarmaceutiche e il settore accademico, con il grande supporto di organizzazioni e governi in tutto il mondo, hanno lavorato in partnership per portare avanti questo progetto molto rapidamente”, afferma il dott. Culver.

Ciò non significa necessariamente che siano stati saltati dei passaggi importanti lungo il percorso. La FDA ha concesso ai produttori un’autorizzazione all’uso di emergenza (EAU), che ha contribuito ad accelerare il processo.

“Il processo di sviluppo di questi vaccini è stato fatto in modo molto rigoroso”, afferma. “Molti di questi passaggi sono stati semplicemente accorpati in modo che non si sovrapponessero”.

Da dicembre 2020 sono stati somministrati i vaccini contro il COVID-19; negli Stati Uniti i più utilizzati sono Moderna e Pfizer. Entrambi hanno ottenuto la piena approvazione della FDA.

Vaccino RSV

Anche se potresti pensare che il virus respiratorio sinciziale, o RSV, sia prevalente solo nei neonati e nei bambini, in realtà chiunque può contrarre il RSV.

Nel maggio 2023, la FDA ha approvato un vaccino contro il virus respiratorio sinciziale da somministrare in un’unica dose agli adulti di età pari o superiore a 60 anni, con l’obiettivo di distribuirlo nell’autunno del 2023.

Uno studio dimostra che il vaccino è efficace all’83% nel prevenire le malattie delle basse vie respiratorie, mentre i dati dimostrano che è efficace al 94% nel prevenire malattie gravi che potrebbero richiedere la somministrazione di ossigeno supplementare o l’uso di un ventilatore.

“Gli anziani a volte sviluppano gravi complicazioni da RSV. Il vaccino recentemente approvato ha notevolmente ridotto le possibilità di sviluppare sintomi da RSV nei polmoni o gravi complicazioni da infezione da RSV come polmonite o ospedalizzazione”, afferma il dott. Culver. “Questo è un altro passo avanti nella protezione più ampia degli anziani da malattie virali che possono causare la morte”.

È stato approvato anche un vaccino contro il virus respiratorio sinciziale per le donne incinte, così come un’immunizzazione contro il virus respiratorio sinciziale per i neonati.

In generale, i vaccini sono essenziali per mantenerci sani e salvi. E capire come vengono sviluppati i vaccini e come funzionano può aiutarti a distinguere i fatti dalla disinformazione.

“I vaccini sono stati elementi chiave della maggiore durata della vita di cui godiamo oggi. Tendiamo a dimenticare che le malattie infettive comportano un’altissima probabilità di morte prematura prima della diffusa disponibilità dei vaccini”, afferma il dott. Culver. “Queste non sono solo possibilità teoriche, ma piuttosto fatti storici”.

In conclusione, la creazione di vaccini è un processo complesso e affascinante che sfrutta la capacità del nostro sistema immunitario di riconoscere e ricordare gli agenti patogeni. Da tecnologie tradizionali come l’attenuazione a quelle più innovative come i vaccini mRNA, la ricerca scientifica è in continuo progresso per offrirci strumenti sempre più sicuri ed efficaci per proteggerci dalle malattie infettive e garantire la salute globale.