Immagine: vaccino a matrice di microneedle: il vaccino viene somministrato nella pelle attraverso un cerotto di aghi microscopici delle dimensioni di un dito. Credito: UPMC.
Parallelamente al loro attuale lavoro su un potenziale vaccino contro il coronavirus SARS-CoV-2, i ricercatori della School of Medicine dell’Università di Pittsburgh hanno sviluppato un nuovo sistema di somministrazione di vaccini utilizzando vettori virali vivi o attenuati: un cerotto delle dimensioni di un dito che contiene 400 piccoli aghi, ciascuno della metà di un millimetro.
Il lavoro è stato riportato nel Journal of Investigative Dermatology.
Gli aghi, fatti di zucchero e il carico specifico che viene consegnato, comprendono una matrice di microneedle (MNA) tridimensionale a dissoluzione multi-componente. Pur avendo la sensazione di avere il velcro premuto contro la pelle, il vaccino penetra nel livello superiore della pelle, assorbe l’umidità dalla pelle, quindi dissolve e rilascia molecole che spingono il sistema immunitario a produrre anticorpi per attaccare il virus. Oltre alla produzione di anticorpi, questa tecnologia ha il potenziale per migliorare le risposte immunitarie cellulari nei pazienti ed espandere le capacità di immunizzazione globale.
Spiegando l’importanza di questo lavoro, l’autore principale Louis D. Falo, Jr., MD, Ph.D., Professore e Presidente del Dipartimento di Dermatologia, Università di Pittsburgh School of Medicine e UPMC, Pittsburgh, Pennsylvania, USA,dice: “Stiamo sviluppando questa nuova tecnologia di somministrazione perché, sebbene i vaccini tradizionali siano spesso efficaci nell’indurre risposte anticorpali, spesso non riescono a generare le risposte cellulari essenziali per prevenire o curare molti tumori o malattie infettive”.
La pelle è un sito di vaccinazione ideale perché contiene una rete immunitaria altamente reattiva e incoraggia la generazione di un’immunità forte e di lunga durata. Gli MNA dissolvibili sono progettati per penetrare meccanicamente negli strati cutanei superficiali, dissolversi rapidamente dopo l’inserimento nella pelle e fornire quantità uniformi di biocargo in uno spazio 3D definito all’interno della pelle. Ciò consente la consegna localizzata di basse quantità di farmaci o vaccini per raggiungere elevate concentrazioni in questo specifico microambiente cutaneo.
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Usando modelli di topo in vivo, i ricercatori hanno generato la piattaforma di vaccino dissolvibile multicomponente 3-D che combina un antigene vivo codificato con adenovirus con un componente aggiunto, polinosinico: acido policitidilico (poli I: C), un immunostimolante usato per simulare il sistema immunitario cutaneo. Ciò ha indotto con successo sia le risposte anticorpali sia le risposte immunitarie cellulari più forti.
L’induzione dell’immunità cellulare specifica dell’antigene è un punto di enfasi nel campo del vaccino, come evidenziato dai recenti sforzi per generare “vaccini universali” per malattie infettive mutabili come influenza, HIV e coronavirus, colpendo le cellule infette.
“Sorprendentemente”, afferma il Dott. Falo, “le piattaforme vaccinali MNA che incorporano sia l’adenovirus codificante per antigene sia il poli I: C hanno aumentato significativamente la distruzione delle cellule bersaglio rispetto alla consegna dell’MNA dello stesso adenovirus da solo”. I ricercatori hanno anche scoperto che gli MNA che integrano sia poli I: C che adenovirus hanno mantenuto la loro immunogenicità dopo un mese di conservazione a 4 C. I vaccini consegnati con MNA presentano inoltre vantaggi in termini di facilità di fabbricazione, applicazione e conservazione rispetto ad altre piattaforme di somministrazione del vaccino.
“I nostri risultati suggeriscono che le piattaforme di vaccino MNA multicomponente consentono in modo univoco la consegna di vettori virali adiuvanti e codificanti l’antigene nello stesso microambiente cutaneo, con conseguente miglioramento dell’immunogenicità, comprese le risposte immunitarie cellulari“, commenta il Dott. Falo. “Questo approccio alla somministrazione di MNA potrebbe migliorare l’efficacia dei vaccini adenovirali attualmente in fase di sviluppo per la prevenzione della malattia da coronavirus (COVID-19)”.
Fonte: Journal of Investigative Dermatology (2020)
