Migliorare l’Efficacia dei Vaccini tramite Nanoparticelle Metal-Organiche

Potenziare i Vaccini con Nanoparticelle Metal-Organiche

Vaccini funzionano esponendo in modo sicuro il corpo a patogeni, “insegnando” al sistema immunitario come reagire il giorno in cui incontrerà il vero virus o batterio patogeno. Il problema è che, per farlo, il sistema immunitario deve essere esposto a una quantità minima di patogeni o frammenti, il che a volte può risultare difficile.

Per questo motivo, i vaccini tradizionali utilizzano adiuvanti come l’alluminio per potenziare la reazione del sistema immunitario. Tuttavia, questi possono causare effetti collaterali indesiderati poiché stimolano TUTTE le reazioni immunitarie, non solo quelle previste dal vaccino.

Un team di ricerca del MIT potrebbe aver trovato una soluzione per aumentare l’efficacia dei vaccini utilizzando un nuovo tipo di adiuvante basato sulla nanotecnologia. Hanno impiegato una nanoparticella chiamata struttura metal‑organica (MOF) che funge da adiuvante potenziando una reazione immunitaria specifica invece di una risposta generalizzata come avviene con gli adiuvanti classici.

La ricerca ha coinvolto Robert Langer, professore dell’MIT Institute, e Dan Barouch, professore alla Harvard Medical School.

Come Funzionano le Nanoparticelle Metal-Organiche

Il documento di ricerca pubblicato spiega che hanno utilizzato un MOF chiamato ZIF-8, un ione zinco legato a quattro molecole di imidazolo, un composto organico. È la prima volta che i meccanismi di funzionamento di ZIF-8 sono stati chiariti.

I ricercatori hanno incorporato la proteina spike del SARS‑CoV‑2 all’interno della struttura di particelle ZIF‑8 da 100‑200 nm, dimensione che consente loro di essere ingerite dai macrofagi o di entrare nei linfonodi. Le particelle MOF si degradano, rilasciando la proteina virale direttamente al sistema immunitario.

Fonte: Science Advances

Quindi, funziona essenzialmente indirizzando le particelle virali al sistema immunitario per il riconoscimento, invece di iperstimolare l’intero sistema immunitario per farlo rilevare nel flusso sanguigno. Il targeting delle particelle virali ha generato una risposta molto specifica, dipendente dalla dose, alla proteina COVID e una reazione più forte rispetto alla proteina senza il MOF.

Ciò che lo rende particolarmente utile è che imita il modo in cui l’organismo costruisce l’immunità contro il virus, con il virus digerito che viene scomposto in frammenti e memorizzato per creare un’immunità a lungo termine. Pertanto, dal punto di vista del sistema immunitario, c’è poca differenza tra una particella ZIF‑8 e una vera particella virale.

Fonte: Science Advances

Cosa Riserva il Futuro per le Nanoparticelle Metal-Organiche e i Vaccini MOF?

La scoperta di come utilizzare i MOF senza adiuvante ha aperto la strada a una generazione completamente nuova di vaccini che potrebbero essere più sicuri ed efficienti.

Un altro vantaggio è che questi vaccini, che utilizzano sotto‑unità proteiche, sono più economici e più facili da produrre rispetto ai vaccini a RNA. Pertanto, questo potrebbe mantenere i design di vaccini tradizionali competitivi anche rispetto alle nuove ondate di vaccini mRNA in fase di sviluppo.

Il passo successivo sarà condurre ulteriori test per garantire la sicurezza di ZIF‑8 ora che è stato dimostrato che può potenziare gli effetti del vaccino. Sarà inoltre necessario sviluppare procedure per la produzione di massa a costi contenuti.

Un’altra possibilità è che ZIF‑8 non sia il punto finale dei vaccini basati su MOF. Nanoparticelle simili potrebbero generare un effetto immunitario ancora più forte, un profilo di sicurezza migliore, o essere più facili e meno costose da produrre su larga scala.

Azioni delle Aziende di Vaccini

1. Merck

Sebbene negli ultimi anni sia stata superata in termini di fatturato totale dalle aziende di vaccini COVID‑19, Merck ha comunque mantenuto il primo posto tra i venditori di vaccini non COVID‑19. Tra i suoi best seller c’è il vaccino anti‑HPV (Human Papillomavirus) Gardasil, che ha generato 8,8 miliardi di dollari nel 2023, con una crescita esplosiva dei ricavi negli ultimi 3 anni.

Fonte: Merck

L’azienda sta inoltre pianificando il lancio di un nuovo vaccino pneumococcico con data PDUFA fissata per il suo vaccino V116 a giugno 2024 e di altri 5 vaccini nella pipeline di R&D.

Fonte: Merck

Migliorare l’efficienza dei vaccini e ridurre la necessità di adiuvanti che possono causare effetti collaterali sarà di grande interesse per aziende come Merck, che ha dovuto affrontare regolarmente controversie sui propri vaccini, i quali possono causare alcune malattie rare, incluso Gardasil.

Quindi, sebbene i vaccini mRNA siano stati molto popolari a causa della pandemia, i design più tradizionali basati su proteine sono tuttora rilevanti e possono generare profitti enormi.

2. GSK

GSK è un altro colosso nella produzione di vaccini, in particolare con un avanzato vaccino meningococcico 5‑in‑1 (per la meningite) che ha generato 1,1 miliardi di ricavi nel 2022, anche se non è ancora stato approvato per il mercato statunitense.

L’azienda sta inoltre lavorando all’ampliamento della sua offerta vaccinale. Il suo vaccino RSV destinato a adulti di 50‑59 anni è stato approvato a gennaio 2024, ed è il primo disponibile per questa popolazione. Altri vaccini sono in sviluppo, tra cui:

• Herpes zoster.
• Influenza.
• Malattie meningococciche.
• Malattie pneumococciche.
• Epatite B
• Virus dell’herpes simplex

GSK prevede che il settore dei vaccini continui a crescere a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) a “cifre alte a singola cifra %”.

L’attenzione di GSK sulle malattie infettive, tramite vaccini e nuovi antibiotici, risponde a un’esigenza urgente nel contesto dell’aumento della resistenza agli antibiotici e delle nuove epidemie. È anche fornitore di adiuvanti o servizi di produzione per i vaccini di altre aziende, il che la colloca in una posizione privilegiata per beneficiare dei miglioramenti dei vaccini classici e produrli su larga scala.

3. Sanofi

Sanofi (SNY ) è un altro grande leader nel mercato dei vaccini, con una forte presenza nel vaccino antinfluenzale annuale. È anche leader nell’immunologia globale, in particolare grazie a Duxipent, una terapia anti‑allergica.

Fonte: Sanofi Vaccines Investor Event

Gli sforzi di R&D di Sanofi si basano sia su tecnologie vaccinali tradizionali sia su vaccini mRNA. Entro il 2025, prevede di presentare almeno 5 nuovi candidati vaccinali “best‑in‑class” nella fase 3 delle sperimentazioni cliniche.

Di conseguenza, l’azienda prevede che le vendite dei suoi vaccini cresceranno fino a oltre 10 miliardi di dollari entro il 2030, principalmente grazie a una leadership continua nell’influenza e a una crescita nei mercati RSV, pneumococcico e dei nuovi mRNA.

Sta inoltre lavorando su piattaforme tecnologiche innovative di immunologia, come i coniugati anticorpo‑farmaco, SYNTHORIN, e sfruttando le cellule Natural Killer (NK) del corpo, oltre a combinare queste tecnologie con IA e ricerca genomica.

Fonte: Sanofi

Sanofi si sta espandendo in aree in cui i vaccini tendono a performare poco, come i neonati con un sistema immunitario immaturo. Inoltre sta cercando di ampliare il potenziale dei vaccini, in particolare mirando all’acne.

Migliorare l’efficienza, ad esempio usando i MOF per creare una risposta immunitaria forte, potrebbe rappresentare una nuova strada per l’azienda per offrire prestazioni mediche ancora migliori, soprattutto per malattie o situazioni in cui i vaccini hanno storicamente fallito nel fornire risultati adeguati.