Vaccino a DNA

I vaccini a DNA sono vaccini che usano, al posto di una componente proteica di un patogeno (antigene), solo alcune parti del genoma del patogeno: parti che codificano, sotto forma di DNA, l'informazione genetica per la sintesi del rispettivo antigene.

Questo tipo di vaccinazione è anche chiamata vaccinazione a DNA.

Per l'uomo non ci sono ancora vaccini a DNA approvati in nessuna parte del mondo.

Storia

I vaccini a DNA sono i cosiddetti vaccini di "terza generazione": «Per oltre cento anni la vaccinazione è stata influenzata da uno dei due approcci: o l'introduzione di antigeni specifici contro i quali il sistema immunitario reagisce direttamente, o l'introduzione di agenti infettivi vivi attenuati che si replicano all'interno dell'ospite senza causare malattie [e che possono] sintetizzare gli antigeni che successivamente innescano il sistema immunitario. Recentemente, è stato sviluppato un approccio radicalmente nuovo alla vaccinazione».

I vaccini a DNA contengono DNA che codifica per proteine specifiche (antigeni) da un agente patogeno. Il DNA viene iniettato nel corpo e assorbito dalle cellule, i cui normali processi metabolici sintetizzano le proteine in base al codice genetico nel plasmide che hanno assorbito. Poiché queste proteine contengono regioni di sequenze di amminoacidi che sono caratteristiche di batteri o virus, vengono riconosciute come estranee e quando vengono elaborate dalle cellule ospiti e visualizzate sulla loro superficie, il sistema immunitario viene allertato, che quindi innesca le risposte immunitarie. In alternativa, il DNA può essere incapsulato in proteine per facilitare l'ingresso nelle cellule. Se questa proteina del capside è inclusa nel DNA, il vaccino risultante può combinare la potenza di un vaccino vivo senza rischi di reversione.

Nel 1983, Enzo Paoletti e Dennis Panicali del Dipartimento della Salute di New York hanno ideato una strategia per produrre vaccini a DNA ricombinante utilizzando l'ingegneria genetica per trasformare il normale vaccino contro il vaiolo in vaccini che potrebbero essere in grado di prevenire altre malattie. Hanno alterato il DNA del virus del vaiolo bovino inserendo un gene da altri virus (come i virus Herpes simplex, dell'epatite B e dell'influenza).

Nel 1993, Jeffrey Ulmer e collaboratori presso i laboratori di ricerca Merckha dimostrato che l'iniezione diretta di topi con DNA plasmidico codificante per un antigene influenzale, proteggeva gli animali dalla successiva infezione sperimentale con virus influenzale.

Nel 2016 un vaccino a DNA per il virus Zika è stato testato sugli esseri umani presso i National Institutes of Health. Lo studio era previsto coinvolgere fino a 120 soggetti di età compresa tra i 18 e i 35 anni. Separatamente, Inovio Pharmaceuticals e GeneOne Life Science hanno avviato a Miami i test con un diverso vaccino a DNA contro Zika. Il vaccino dei NIH viene iniettato nella parte superiore del braccio ad alta pressione.

Sono in corso studi clinici per vaccini a DNA per prevenire l'HIV.

Vantaggi

• Nessun rischio di infezione
• Presenta antigene sia da molecole MHC di classe I che di classe II
• Polarizza la risposta delle cellule T verso il tipo 1 o il tipo 2
• Risposta immunitaria concentrata sull'antigene di interesse
• Facilità di sviluppo e produzione
• Stabilità per lo stoccaggio e la spedizione
• Costi di produzione ridotti
• Elimina la necessità di sintesi peptidica, espressione e purificazione di proteine ricombinanti e uso di coadiuvanti
• Persistenza a lungo termine dell'immunogenicità
• Lo sviluppo in vivo assicura che la proteina assomigli più strettamente alla normale struttura eucariotica, con le modifiche post-traduzionali collegate

Svantaggi

• Limitato agli immunogeni proteici (non utile per antigeni non proteici come i polisaccaridi batterici)
• Potenziale di elaborazione atipica di proteine batteriche e parassitarie
• Potenziale quando si utilizza la somministrazione spray nasale di nanoparticelle di DNA plasmidico per trasfettare cellule non bersaglio, come le cellule cerebrali

Vettori

Metodi di somministrazione

Bibliografia

• E. Paoletti, B. R. Lipinskas, C. Samsonoff, S. Mercer e D. Panicali, Construction of live vaccines using genetically engineered poxviruses: biological activity of vaccinia virus recombinants expressing the hepatitis B virus surface antigen and the herpes simplex virus glycoprotein D., in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 81, n. 1, Proceedings of the National Academy of Sciences, 1º gennaio 1984, pp. 193-197, DOI:10.1073/pnas.81.1.193, ISSN 0027-8424, PMC 344637, PMID 6320164.
• Harriet L Robinson e Tamera M Pertmer, DNA vaccines for viral infections: Basic studies and applications, in Advances in Virus Research, Advances in virus research, vol. 55, Elsevier, 2000, DOI:10.1016/s0065-3527(00)55001-5, ISBN 978-0-12-039855-3, ISSN 0065-3527, PMID 11050940.
• US Patent 4722848 - Method for immunizing animals with synthetically modified vaccinia virus.

Voci correlate

• Vaccino a RNA
• Terapia genica

Collegamenti esterni

• Che cosa è un vaccino del DNA?, su News-Medical.net, 25 settembre 2020. URL consultato il 17 marzo 2021.
• Vaccini genetici (DNA, RNA), su INFOVAC, 12 settembre 2020. URL consultato il 17 marzo 2021.