Il futuro dei vaccini potrebbe venire dal metodo robotico. Lo testimonia uno studio, condotto dal dottor Phil Berman e poi reso noto dal portale European Pharmaceutical Review, sui passi in avanti compiuti nello studio e nell’isolamento delle linee cellulari per la produzione del vaccino contro l’HIV. I progressi tecnici nella produzione di tali farmaci, secondo il dottor Berman, dovrebbero accorciare i tempi delle sperimentazioni cliniche, rompendo così l’impasse dei nuovi vaccini ancora in attesa di essere testati. La speranza, ovviamente, è che con il metodo robotico si possano produrre anche vaccini privi di additivi, conservanti, adiuvanti e prodotti di scarto. Ovvero precisi e soprattutto sicuri.
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Negli ultimi dieci anni la ricerca sull’HIV ha prodotto idee molto promettenti per i vaccini in grado di prevenire l’infezione del virus dell’AIDS, ma pochissimi “farmaci” candidati sono stati poi testati in studi clinici. Una ragione è riconducibile alla difficoltà tecnica di produrre vaccini contro le proteine dell’involucro del capside virale, secondo Phil Berman, che ha guidato lo sviluppo di un importante componente dell’unico vaccino che ha mostrato, in uno studio clinico, reale efficacia contro l’HIV. Il dott. Berman, professore di ingegneria biomolecolare presso l’UC Santa Cruz, ha infatti sviluppato nuovi metodi per la produzione di vaccini contro tale malattia. Il suo approccio risolve notevoli problemi tecnici che hanno tormentato il campo.
“Sono state descritte dozzine di interessanti vaccini candidati, ma la maggior parte non è stata testata sugli esseri umani perché non è stato possibile fabbricarli in modo accessibile e in modo tempestivo”, ha dichiarato Berman. “La tecnologia che abbiamo sviluppato dovrebbe rompere la paralisi nello sviluppo del vaccino HIV, perché riduce enormemente il tempo di produzione, migliora la resa e riduce i costi”.
Il laboratorio del dott. Berman è in grado di utilizzare la tecnologia della robotica per abbreviare il tempo richiesto nella produzione di linee cellulari stabili, necessarie per far esprimere le proteine antigeniche target del vaccino, aumentando allo stesso tempo la quantità delle proteine che le linee cellulari sono in grado produrre. La resa è cosi migliorata consentendo di ridurre le dimensioni del bioreattore necessario per realizzare un vaccino per grandi sperimentazioni cliniche, da vasi di 2.000 a 10.000 litri a vasi da 50 o 100 litri, con un enorme risparmio nell’equipaggiamento richiesto e nel costo di materiali. Inoltre, il laboratorio del dr. Berman è stato in grado di creare linee cellulari che rendono le proteine dell’involucro dell’HIV con la giusta composizione polisaccaridica (glicani) necessari per un’efficace risposta immunitaria.
“I carboidrati legati alle proteine sono davvero importanti, qualcosa che nessuno si è reso conto fino a poco tempo fa”, ha detto il ricercatore. “Il modo convenzionale di produrre questi vaccini proteici contro l’involucro incorporava il tipo sbagliato di carboidrati. Ora sappiamo che ha distrutto molti degli importanti siti antigenici riconosciuti dagli anticorpi protettivi “.
Le linee cellulari derivate dalle cellule dell’ovaio di criceto cinese (CHO) sono lo standard industriale utilizzato per produrre complesse proteine ricombinanti per uso terapeutico. Queste cellule sono anche utili per la produzione di vaccini contro l’HIV. Il gene per la proteina desiderata viene trasferito nelle cellule CHO in un processo chiamato trasfezione e decine di migliaia di cellule transfettate vengono sottoposte a screening per trovare le poche cellule che producono grandi quantità di proteina. Le migliori linee cellulari vengono coltivate in grandi lotti, in un processo simile alla fermentazione del lievito per produrre birra, e le proteine vengono poi isolate e purificate.
Il laboratorio del dott. Berman ha sviluppato un nuovo metodo robotico per isolare le linee cellulari che producono alti livelli di proteine dell’involucro dell’HIV. Ciò ha ridotto il tempo richiesto per produrre linee cellulari stabili da 18 a 24 mesi a soli 2 o 3 mesi aumentando i rendimenti di un fattore da 100 a 200. Questi miglioramenti sono in confronto con la precedente esperienza del Dr. Berman nel creare il vaccino contro l’AIDSVAX, in primo luogo a Genentech e poi a VaxGen.
AIDSVAX era un componente di un regime vaccinale sperimentale utilizzato in uno studio clinico su larga scala noto come RV144, che mostrava un’efficacia del 31% nel prevenire nuove infezioni da HIV. I risultati di RV144 hanno mostrato che la protezione era correlata con anticorpi rivolti contro un certo segmento di una proteina dell’HIV chiamata gp120. Altre ricerche, tuttavia, hanno rivelato che molti degli anticorpi più potenti (anticorpi neutralizzanti rivolti verso diversi ceppi di HIV) riconoscono effettivamente i componenti di carboidrati (glicani) collegati a gp120.
“Ci siamo resi conto che il vaccino originale AIDSVAX aveva il tipo di carboidrato completamente sbagliato e che potremmo migliorare il livello di protezione se potessimo trovare un modo per farlo con il giusto tipo di carboidrati”, ha detto il dott. Berman.
Così lui e il dottorando Gabriel Byrne hanno deciso di creare una linea cellulare in grado di produrre gli insoliti glicani presenti sulle proteine dell’involucro dell’HIV. Ciò è stato reso possibile dalla potente nuova tecnologia di modifica dei geni nota come CRISPR / Cas9. Il laboratorio del dott. Berman ha utilizzato CRISPR per creare una nuova linea cellulare chiamata MGAT CHO, che produce proteine prive di glicani complessi contenenti acido sialico e arricchite con mannosio che si trova sulle proteine dell’involucro dell’HIV. Un vantaggio inaspettato di questa nuova linea cellulare è che ha consentito un processo più semplice e meno costoso per il recupero e la purificazione delle proteine.
“Le persone erano solite pensare che i carboidrati non siano immunogenici, ma l’HIV muta velocemente, e abbiamo verificato che gli anticorpi più importanti sono diretti contro questo insolito carboidrato”, ha detto il dott. Berman. “Ora possiamo produrre i vaccini con esso per la prima volta e abbiamo creato una versione migliorata del vaccino usato nello studio RV144. La nostra speranza è che porterà l’efficacia dal 31 percento a oltre il 50 percento, il livello probabilmente richiesto per la registrazione del prodotto”.
Il laboratorio del dott. Berman ha attualmente due linee cellulari, che secondo lui sono pronte nella produzione di vaccini su larga scala. Ora è in attesa di reperire adeguati fondi da partner per poter condurre sperimentazioni cliniche. Un vaccino è una versione migliorata di AIDSVAX che incorpora il giusto tipo di glicano. L’altro è prodotto da un ceppo del virus chiamato Clade C diffuso in Sud Africa e India e rappresenta la maggior parte delle nuove infezioni da HIV in tutto il mondo.
I ricercatori hanno continuato a utilizzare il vaccino AIDSVAX negli studi clinici perché è stato così difficile fare nuovi vaccini contro l’HIV, ha detto il dott. Berman, sottolineando che ci sono stati 14 studi da quando i risultati dell’RV144 sono stati rilasciati nel 2009. “Stanno ancora usando il vecchio vaccino che abbiamo prodotto all’inizio degli anni ’90. Sebbene la stabilità e la sicurezza del prodotto mostrino la necessita di produrre nuovi vaccini che sfruttano tutto ciò che abbiamo imparato ad oggi”, ha affermato. “Sottolinea semplicemente la necessità di trovare un modo più efficiente per produrre un vaccino contro l’HIV”.
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