La nuova scienza dei vaccini personalizzati | TED

All’incrocio tra medicina di precisione e vaccinologia si trova una ricerca scientifica rivoluzionaria: i vaccini personalizzati. Lo specialista delle malattie infettive Ofer Levy introduce questo promettente approccio medico, in cui le inoculazioni personalizzate consentiranno un’efficace immunizzazione dei più vulnerabili tra noi, compresi i giovani e gli anziani, e condivide il fatto che ora ci stiamo avventurando in una nuova era di sostegno e sostegno alla vita umana.

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È difficile esagerare gli effetti benefici dell’immunizzazione. Secondo i Centri statunitensi per il controllo delle malattie, i bambini americani nati negli ultimi 20 anni – per quei bambini i vaccini preverranno più di 322 milioni di malattie, più di 21 milioni di ricoveri ospedalieri e più di 730.000 morti, con un risparmio sociale di quasi 1,4 trilioni di dollari. Sono numeri importanti. Ma facciamo uno zoom e guardiamo un esempio particolare.

I vaccini hanno quasi eliminato un’infezione batterica chiamata Haemophilus influenzae. Questo batterio veniva usato per infettare i neonati giovani causando infezioni del flusso sanguigno, polmonite, meningite, morte o invalidità permanente. Da giovane pediatra, ho visto alcuni casi. Voi probabilmente non avete mai sentito parlare di questa malattia, perché i vaccini sono stati così efficaci. Nel grafico a destra potete vedere che, dall’introduzione dei vaccini, l’incidenza delle infezioni batteriche da Haemophilus è crollata come una roccia pesante, ed è quasi scomparsa. Quindi i vaccini sono generalmente una storia di successo. Ma dobbiamo anche affrontare delle sfide.

Per prima cosa, per la maggior parte dei vaccini, dobbiamo somministrare dosi multiple per ottenere o mantenere la protezione. La comunità scientifica sta lavorando allo sviluppo di vaccini a dose singola. Immaginate di poter fare un solo vaccino antinfluenzale in tutta la vostra vita e di non dover fare un vaccino antinfluenzale stagionale. Alcuni microbi sono difficili da immunizzare. Un esempio classico è il virus dell’immunodeficienza umana, o l’HIV. Il bisogno è urgente, si stanno facendo progressi, non siamo ancora a quel punto. Un altro elemento critico nella ricerca sui vaccini in questo momento è l’ottimizzazione dei vaccini per i più vulnerabili tra noi, i giovanissimi e gli anziani. E questo è un settore attivo della ricerca.

Infine, una delle maggiori sfide che purtroppo dobbiamo affrontare in questo momento sono gli atteggiamenti anti-vax. Infatti, è allarmante che oltre 100.000 neonati e bambini negli Stati Uniti non abbiano ricevuto alcun vaccino, e questo numero è in crescita. Infatti, l’Organizzazione Mondiale della Sanità, o OMS, ha dichiarato gli atteggiamenti anti-vax come una delle 10 minacce più importanti per la salute umana nel mondo di oggi. Questo grafico illustra la diffusione del sentimento anti-vax nello stato della California, dal 2000 al 2013, guardando la percentuale di studenti dell’asilo pubblico che rivendicano l’esenzione personale contro l’immunizzazione.

Il sentimento anti-vax è in aumento, e ha conseguenze molto reali. Molti di voi potrebbero essere consapevoli del fatto che stiamo assistendo a infezioni che pensavamo di aver sconfitto da tempo. Sono state segnalate epidemie di morbillo in diversi stati degli Stati Uniti. E molti se ne sono dimenticati, ma il morbillo è molto contagioso e pericoloso. Solo poche particelle virali possono infettare un individuo. E ci sono state segnalazioni anche in occasione di eventi sportivi e in uno stadio olimpico dove il virus, attraverso l’aria, percorre lunghe distanze e infetta una persona vulnerabile tra la folla. Infatti, se avessi la tosse del morbillo in questo momento, qualcuno nel retro di questo auditorium potrebbe essere infettato. E questo ha avuto conseguenze molto reali. Solo pochi mesi fa, una hostess di una compagnia aerea ha contratto il morbillo su un volo, il virus è entrato nel suo cervello e ha causato l’encefalite, ed è morta. Quindi ora la gente sta morendo a causa di questo sentimento anti-vax.

Voglio prendermi qualche minuto per rivolgermi a coloro che non credono nei vaccini e che resistono ai vaccini. Come pediatra che riceve la mia vaccinazione annuale contro l’influenza, come genitore di tre bambini che sono stati vaccinati secondo il programma raccomandato, e come consulente pediatrico per le malattie infettive che si è preso cura di bambini con meningite che sarebbe stato possibile prevenire se i loro genitori avessero accettato l’immunizzazione, questa è una questione personale per me. Diamo un’occhiata a chi pagherà il prezzo se iniziamo a digitare la quantità di vaccinazione nella nostra società. Questo grafico mostra, sull’asse Y, il numero di individui che muoiono di infezione nel mondo. E sull’asse X, l’età degli individui che stanno morendo. E come si può vedere, è una distribuzione a forma di U, ed è particolarmente netta nelle età molto giovani. Quindi i vaccini proteggono i giovanissimi dall’infezione. E se vogliamo parlare, amici miei, di cosa causano i vaccini, perché ci sono molte speculazioni, speculazioni infondate su internet, su cosa causano i vaccini, i vaccini causano gli adulti, ok? Ecco cosa causano. E l’altra cosa che causano è che gli anziani vivono più a lungo. Perché sono protetti contro l’influenza e altri killer degli anziani.

Ora, parliamo un po’ di come possiamo migliorare ulteriormente i vaccini. Possiamo creare vaccini in grado di immunizzare i più vulnerabili tra noi e forse anche vaccini che proteggano con una sola iniezione. Lasciatemi approfondire un po’ l’immunologia. Nel pannello superiore, quello che vedete è un semplice vaccino. Tutti i vaccini contengono una cosa chiamata antigene. L’antigene è come un pezzo di un germe, di un microbo, che il tuo corpo ricorda, giusto? Forma gli anticorpi e questi anticorpi possono proteggervi. Quindi questo tipo di vaccini può indurre una risposta immunitaria, ma come vedete qui, quella risposta immunitaria tende ad andare su e giù, e avete bisogno di ottenere un’altra dose e un’altra dose per mantenere la protezione. Cosa possiamo fare?

Noi e altri scienziati in tutto il mondo stiamo trovando molecole che possono aumentare la risposta del vaccino. Queste sono chiamate coadiuvanti, dal latino “adjuvare”, per aiutare. I coadiuvanti sono molecole che potremmo aggiungere a un vaccino per ottenere una risposta più forte. E in presenza del coadiuvante, qui raffigurato in rosso, si ha un’attivazione molto più profonda dei globuli bianchi del sistema immunitario, e si genera una risposta immunitaria molto più profonda, con livelli di anticorpi molto più alti, più rapidamente, e che dura a lungo per un’immunità duratura. È interessante notare che questi coadiuvanti hanno effetti diversi a seconda dell’età o di altri fattori demografici dell’individuo. Il che mi porta alla nozione di vaccini di precisione.

Questa è l’idea che prenderemo la medicina di precisione – sapete cos’è la medicina di precisione, giusto, questa è l’idea che le popolazioni possono variare nella loro risposta a una particolare medicina – e la applichiamo ai vaccini. Giusto? E qui al Boston Children’s Hospital del Precision Vaccines Program che io dirigo, abbiamo cinque approcci, approcci graduali che adottiamo, per costruire vaccini di precisione su misura per le popolazioni vulnerabili.

Numero uno, dobbiamo capire quale sia l’atteggiamento di una data popolazione nei confronti di un vaccino. Si potrebbe costruire il vaccino più sofisticato del mondo, ma se nessuno vuole prenderlo, non si va da nessuna parte. Numero due, dobbiamo pensare alla via dell’immunizzazione. La maggior parte dei vaccini sono intramuscolari, o IM, ma ce ne sono altri, intranasali, orali e altri ancora. Poi, come vi ho appena descritto, i vaccini hanno dei componenti. Tutti i vaccini hanno un antigene, che è la parte del microbo che il vostro corpo ricorda, contro il quale potreste creare anticorpi o immunità cellulo-mediata. E potremmo aggiungere un coadiuvante, come abbiamo detto, per aumentare la risposta immunitaria. Ma indovinate un po’? Ci sono molti antigeni diversi tra cui scegliere e molti coadiuvanti diversi. Come prenderemo questa decisione? E il menu di questi continua a crescere.

Così, nel nostro team, abbiamo sviluppato dei modi per testare i vaccini al di fuori del corpo – in latino, che è “in vitro” – in un piatto di cultura tissutale. Quindi usiamo l’ingegneria dei tessuti con le cellule del sangue per immunizzare al di fuori del corpo e studiare l’effetto del vaccino contro, per esempio, i neonati o gli anziani o altri. E se ci pensate, questo è fondamentale, perché se si considerano tutte le infezioni contro cui vogliamo costruire i vaccini, come il virus Zika e il virus Ebola e l’HIV e altri, tutti gli antigeni candidati, tutti i candidati adiuvanti,  tutte le diverse popolazioni, sarà impossibile fare grandi studi clinici di fase III per ogni combinazione. Questo è il punto in cui pensiamo che essere in grado di testare i vaccini al di fuori dell’organismo possa fare una grande differenza per accelerare lo sviluppo del vaccino.

E infine, tutto questo sforzo è quello di guidare una risposta immunitaria che protegga da quel particolare agente patogeno, ottenendo anticorpi e altre cellule per difendere l’organismo. Stiamo anche utilizzando ulteriori approcci innovativi per portare la scienza più all’avanguardia nello sviluppo dei vaccini. Stiamo facendo un’immersione più profonda su come i vaccini attuali proteggono. Abbiamo formato un consorzio internazionale per studiare come il vaccino contro l’epatite B protegge i neonati dall’infezione da epatite B. E, per fare questo, abbiamo sviluppato una tecnica chiamata small sample, big data. Possiamo ottenere una piccola goccia di sangue di bambino prima dell’immunizzazione, e prendere una piccola goccia dopo l’immunizzazione, e possiamo misurare l’inventario di tutte le cellule, e tutti i geni e tutte le molecole in quella goccia di sangue, e possiamo confrontare dopo il vaccino con prima del vaccino in quello stesso bambino e capire in modo profondo esattamente come quel vaccino di successo protegge. E quelle lezioni che possiamo usare per costruire i prossimi vaccini in futuro. Quindi questo diagramma illustra davvero una minuscola goccia di sangue che produce un’enorme quantità di informazioni, decine di migliaia di analiti, e quella palla di pelo è destinata a rappresentare le vie geniche che si attivano e le vie molecolari che si attivano. C’è molto di più su questo, ed è una scienza molto eccitante.

Quindi stiamo collaborando con scienziati di tutto il mondo per portare tutte queste nuove tecnologie per rinvigorire lo sviluppo dei vaccini in una rete di vaccini di precisione. Stiamo per far progredire i vaccini personalizzati per le popolazioni vulnerabili di tutto il mondo. Il nostro team comprende scienziati, esperti tecnici e medici. E stiamo sviluppando vaccini contro malattie infettive come la pertosse. Abbiamo un vaccino per la pertosse, ma richiede dosi multiple e l’immunità continua a diminuire. Vogliamo sviluppare un vaccino contro la pertosse a dose unica. Stiamo lavorando su un vaccino per il virus sinciziale respiratorio, la causa numero uno del ricovero dei neonati negli Stati Uniti. Un vaccino migliore contro l’influenza e, naturalmente, l’HIV. Stiamo anche studiando vaccini contro il cancro, l’allergia e, cosa interessante, l’overdose di oppioidi.

Quindi, questo è il mio ultimo messaggio per voi. I vaccini proteggono voi, i vostri cari e le persone che vi circondano. Non solo vi proteggono dall’infezione, ma vi impediscono anche di diffonderla agli altri. Fatti vaccinare. Il progresso scientifico è fragile e può andare perduto. Dobbiamo promuovere un dialogo pubblico accurato e rispettoso. E infine, siamo sull’orlo di grandi cose, di una nuova era di vaccinazioni. Abbiamo appena scalfito la superficie di ciò che può essere realizzato. Vi prego di sostenere questa ricerca.

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