I ricercatori hanno creato un vaccino Covid-19 inalabile che è stabile a temperatura ambiente per un massimo di tre mesi, mira ai polmoni in modo specifico ed efficace, e consente l’autosomministrazione tramite un inalatore. I ricercatori hanno anche scoperto che il meccanismo di rilascio di questo vaccino, un esosoma derivato dal polmone chiamato LSC-Exo, è più efficace nell’evadere il rivestimento della mucosa del polmone rispetto alle nanoparticelle lipidiche attualmente in uso e può essere utilizzato efficacemente con i vaccini.
Ke Cheng dirige il Laboratorio di Bioterapia del Dipartimento di Scienze Molecolari e Biomediche presso il College of Veterinary Medicine della North Carolina State University, insieme ai colleghi dell’UNC-Chapel Hill e del Duke University, ha guidato lo sviluppo del prototipo del vaccino dalla prova di concetto agli studi sugli animali, ha affermato:
«Ci sono diverse sfide associate alla somministrazione del vaccino che volevamo affrontare: in primo luogo, l’assunzione del vaccino tramite iniezione intramuscolare è meno efficiente nell’introdurlo nel sistema polmonare e quindi può limitarne l’efficacia. I vaccini inalatori aumenterebbero il loro beneficio contro il Covid-19; in secondo luogo, i vaccini mRNA nella loro attuale formulazione richiedono celle frigorifere e personale medico qualificato per la loro somministrazione. Un vaccino che sia stabile a temperatura ambiente e che potrebbe essere autosomministrato ridurrebbe notevolmente i tempi di attesa per i pazienti e lo stress per la professione medica durante una pandemia. Tuttavia, è necessario riformulare il meccanismo di somministrazione affinché funzioni attraverso l’inalazione».
I ricercatori per somministrare il vaccino direttamente ai polmoni, hanno utilizzato esosomi (Exo) secreti dalle cellule sferoidali polmonari (LSC). Gli esosomi sono vescicole di dimensioni nanometriche che sono state recentemente riconosciute come un eccellente mezzo di somministrazione di farmaci.
I ricercatori hanno esaminato se attraverso i polmoni il LSC-Exo fosse in grado di fornire “carichi” di proteine o mRNA, hanno confrontato la distribuzione e la ritenzione di LSC-Exo con nanoparticelle simili alle nanoparticelle lipidiche attualmente utilizzate con i vaccini mRNA. Hanno dimostrato nello studio pubblicato nella rivista Extracellular Vesicle, che le nanoparticelle derivate dai polmoni erano più efficaci nel fornire mRNA e carico proteico ai bronchioli e al tessuto polmonare profondo rispetto alle particelle sintetiche di liposomi.
I ricercatori successivamente hanno creato e testato un vaccino inalabile, a base di proteine, con particelle simili a virus (VLP), coprendo l’esterno di LSC-Exo con una porzione della proteina spike, nota come dominio di legame del recettore, o RBD, dal Virus SARS-CoV-2. Lo studio è stato pubblicato nella rivista Nature Biomedical Engineering.
Ke Cheng ha affermato:
«I vaccini possono funzionare con vari mezzi, ad esempio, i vaccini mRNA usano un codice genetico, quello contenuto appunto nella molecola di RNA messaggero, per istruire le cellule del nostro corpo a produrre proteine che poi il sistema immunitario riconoscerà come estranee producendo anticorpi e in seguito cellule della memoria contro la proteina spike, questo vaccino VLP, d’altra parte, introduce una porzione della proteina spike nel corpo, innescando il sistema immunitario a produrre anticorpi alla proteina spike».
Il vaccino LSC-Exo coperto con RBD (RBD-Exo) nei modelli di roditori, ha innescato la produzione di anticorpi specifici per il RBD e dopo due dosi di vaccino, ha protetto i roditori dall’infezione da SARS-CoV-2 vivo. Inoltre, il vaccino RBD-Exo è rimasto stabile a temperatura ambiente per tre mesi.
I ricercatori hanno evidenziato che, sebbene il lavoro sia promettente, ci sono ancora sfide associate alla produzione su larga scala e alla purificazione degli esosomi. Le LSC, il tipo cellulare utilizzato per generare RBD-Exo, sono attualmente valutate in uno studio clinico di Fase I degli stessi ricercatori per il trattamento di pazienti con malattie polmonari degenerative.
Ke Cheng in conclusione ha detto:
«Un vaccino inalabile conferirà immunità sia mucosale sia sistemica, è più conveniente da conservare e distribuire e potrebbe essere autosomministrato su larga scala, quindi, mentre ci sono ancora sfide associate all’aumento della produzione, riteniamo che questo sia un vaccino promettente degno di ulteriore ricerca e sviluppo».
