Perché non esiste ancora un vaccino contro l'AIDS?

Autore: Sun Caijun (Facoltà di Sanità Pubblica, Università Sun Yat-sen (Shenzhen)/Istituti di Biomedicina e Salute di Guangzhou, Accademia Cinese delle Scienze)

L'articolo proviene dall'account ufficiale dell'Accademia delle Scienze (ID: kexuedayuan)

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La situazione della prevenzione e del controllo dell'AIDS è drammatica, e questo è un fatto che tutti sanno. Ciò che però lascia perplessi è che l'AIDS è una tipica malattia infettiva causata da un virus e che i vaccini rappresentano la più grande invenzione dell'umanità per combattere i virus. Grazie ai vaccini, l'uomo ha debellato il vaiolo e ha controllato efficacemente la diffusione della poliomielite, dell'epatite B e di altre malattie infettive. Perché non esiste ancora un vaccino efficace contro l'AIDS, una malattia così diffusa?

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L'HIV è un piccolo virus, ma una minaccia enorme

AIDS è l'abbreviazione di "Acquired Immune Deficiency Syndrome", a sua volta derivato dall'abbreviazione inglese AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome). Si tratta di una malattia cronica, progressiva e mortale causata dall'infezione del virus dell'immunodeficienza umana (HIV). L'AIDS è stato scoperto all'inizio degli anni '80. A quel tempo si trattava di una malattia davvero terminale. Quasi tutti i pazienti con sintomi simili sono morti rapidamente a causa delle infezioni opportunistiche e dell'insufficienza sistemica degli organi causate dal virus.

Il virus HIV si trasmette al corpo umano principalmente in tre modi: tramite comportamento sessuale (omosessuale ed eterosessuale), tramite sangue (ad esempio tramite iniezioni impure, interventi chirurgici impuri, trasfusioni di sangue o donazioni di sangue impure, ecc.) e tramite trasmissione da madre a figlio.

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Da una prospettiva puramente biologica, questo virus è molto "piccolo", con un genoma di soli 10 kb e può codificare solo 9 geni, ma il danno che provoca è molto "grande". Gli ultimi dati dell'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e del Programma congiunto delle Nazioni Unite sull'AIDS mostrano che nel mondo ci sono ancora 36,9 milioni di persone infette da HIV e circa 35,4 milioni di persone sono morte di AIDS. In altre parole, il virus dell'HIV ha infettato almeno 70 milioni di persone sul pianeta, una cifra superiore a quella delle vittime della Seconda guerra mondiale. E il numero di persone infette continua a crescere a un ritmo di circa 2 milioni all'anno (1,8 milioni nel 2017).

Anche l'epidemia di HIV/AIDS nel mio Paese è molto grave. I dati della quinta conferenza accademica nazionale sull'AIDS tenutasi a Kunming nel 2018 hanno mostrato che nel mio Paese ci sono almeno 820.000 persone sopravvissute all'HIV/AIDS e che la rapida tendenza alla crescita non è stata frenata. Ad esempio, solo nel 2017 sono state scoperte 135.000 nuove infezioni. Ciò che è ancora più preoccupante è che l'epidemia di AIDS nel mio Paese si è spostata da un gruppo locale ad alto rischio, come i tossicodipendenti e i venditori di sangue, alla trasmissione sessuale tra la popolazione generale, con oltre il 95% delle persone infette che contraggono il virus attraverso rapporti omosessuali o eterosessuali.

Perché è così difficile sviluppare un vaccino contro l'AIDS?

Grazie ai vaccini, gli esseri umani hanno debellato il vaiolo e controllato efficacemente la diffusione di molte malattie infettive, tra cui la poliomielite e l'epatite B. Prevenire le malattie infettive attraverso la vaccinazione è una delle più grandi conquiste dell'umanità in materia di salute pubblica nel XX secolo e "l'impatto della vaccinazione nel ridurre la mortalità umana e promuovere la crescita della popolazione è ineguagliato dagli antibiotici".

Tuttavia, l'uomo non dispone ancora di un vaccino efficace contro l'HIV.

L'AIDS fu scoperto e segnalato per la prima volta dagli esseri umani nel 1981 e il virus HIV fu isolato nel 1983. All'epoca le persone erano molto ottimiste e credevano che, poiché il patogeno era stato scoperto così rapidamente, avrebbero potuto sviluppare rapidamente un vaccino contro l'AIDS semplicemente seguendo l'esperienza dello sviluppo di altri vaccini virali.

Già nel 1984 il Surgeon General degli Stati Uniti annunciò che un vaccino contro l'AIDS sarebbe stato disponibile entro due anni. Più di un decennio dopo, nel 1997, il presidente degli Stati Uniti Clinton annunciò con sicurezza il "Manhattan Project for AIDS Vaccine", che era paragonabile per importanza al "Manhattan Project for the Atomic Bomb" annunciato dal presidente Roosevelt nel 1939 e al "Manhattan Project for Manned Moon Landing" annunciato dal presidente Kennedy nel 1961. "Trentasei anni fa, il presidente Kennedy si era prefissato l'obiettivo di raggiungere la luna e lo abbiamo raggiunto prima del previsto. Oggi, nell'era biologica, stabiliamo un nuovo obiettivo scientifico nazionale: impegniamoci per il prossimo decennio a sviluppare un vaccino contro l'AIDS".

Tuttavia, dopo che il "Progetto Manhattan per la bomba atomica" e il "Progetto Manhattan per l'allunaggio con equipaggio" furono completati con successo rispettivamente dopo 6 e 8 anni, più di 20 anni dopo l'annuncio del "Progetto Manhattan per il vaccino contro l'AIDS", il vaccino contro l'AIDS è ancora un sogno e l'epidemia di AIDS continua a imperversare in tutto il mondo.

Sviluppare un vaccino efficace contro l'AIDS è diventato uno dei problemi scientifici più ardui, e innumerevoli scienziati hanno lottato e lottano tuttora per questo obiettivo nel corso della loro vita. Sebbene lo sviluppo del vaccino contro l’AIDS sia iniziato dagli anni ’80, il record della razza umana contro il virus dell’AIDS è di 0:200! Esatto, il virus dell’AIDS ha vinto più di 200 battaglie e non esiste ancora un vaccino efficace.

Sono molteplici le ragioni per cui lo sviluppo di vaccini contro l'AIDS è così difficile, tra cui principalmente:

1. L'HIV è molto variabile ed è difficile rintracciarne le tracce, così come può trasformarsi in 72 forme diverse. I metodi tradizionali di ricerca sui vaccini sono inefficaci nella lotta all'HIV.

2. Il virus HIV può essere integrato nel genoma della cellula ospite come un cerotto sulla pelle di cane, quindi non può essere rimosso a meno che la cellula non venga uccisa. Ciò pone grossi problemi sia allo sviluppo del trattamento che a quello del vaccino.

3. Il virus HIV può infettare solo gli esseri umani e non può infettare altre specie o causare malattie (alcune specie di oranghi possono essere infettate ma non si ammalano). Per questo motivo mancano buoni modelli animali nella ricerca sui vaccini contro l'HIV.

4. Fattori commerciali. L'attuale terapia farmacologica contro l'AIDS richiede che i pazienti assumano i farmaci per tutta la vita, il che comporta enormi profitti per molte aziende farmaceutiche. Pertanto, non vogliono (sssh, bisognerebbe dirlo pubblicamente che non hanno molto interesse a) investire nella ricerca e nello sviluppo di un vaccino contro l'AIDS.

Modificato da: Cohen. Scienza. 2017. Il fallimento del promettente vaccino contro l'AIDS lascia il settore in difficoltà

Le “tre grandi battaglie” nello sviluppo di un vaccino contro l’AIDS

Ripensando alla storia della ricerca e dello sviluppo del vaccino contro l'AIDS, si può dire che trovare un vaccino efficace è come sparare al cielo e cercare un ago in un pagliaio. È un processo fatto di colpi di scena ed esitazioni. Ripensando alle oltre 200 battaglie di varia portata, gli esseri umani, pur essendo sempre stati in uno stato passivo di sconfitta, non si sono mai arresi.

La ricerca sui vaccini contro l'AIDS può essere suddivisa in tre fasi: vaccini che inducono immunità umorale; vaccini che inducono l'immunità delle cellule T; e vaccini che inducono sia l'immunità anticorpale che quella cellulare. Possiamo paragonare queste fasi alle tre grandi battaglie combattute dall'uomo contro il virus dell'HIV. Dopo aver vissuto queste tre grandi battaglie, sebbene l'umanità non sia ancora stata liberata dalla malvagia malattia dell'AIDS, ha trovato la direzione per continuare ad andare avanti e combattere, e ha visto l'alba della vittoria.

Prima fase di battaglia

L'obiettivo di questa campagna è quello di indurre anticorpi neutralizzanti contro l'HIV basandosi sulla classica strategia vaccinale. La ricerca sul vaccino contro l'AIDS, iniziata nel 1984, si è concentrata sull'induzione di anticorpi per prevenire l'infezione virale, senza considerare il ruolo dell'immunità cellulare. Due studi clinici di fase III sui vaccini contro l'AIDS conclusi in Europa, negli Stati Uniti e in Thailandia nel 2003 hanno costituito verifiche cliniche dei risultati della ricerca sulla prima fase di sviluppo del vaccino contro l'AIDS in senso pratico. I risultati hanno dimostrato che i vaccini che si limitano a indurre la produzione di anticorpi non hanno un reale effetto protettivo. La battaglia non è ancora finita e molti scienziati stanno ancora lavorando allo sviluppo di nuove strategie di immunizzazione per indurre anticorpi neutralizzanti ad ampio spettro.

Seconda fase di battaglia

Dopo molti esperimenti falliti nell'indurre strategie anticorpali, gli esseri umani hanno iniziato a riflettere sulla direzione della ricerca e dello sviluppo delle strategie vaccinali contro l'AIDS e hanno indirizzato la maggior parte dei loro sforzi in un'altra direzione, ovvero sottolineare che i vaccini possono indurre risposte immunitarie cellulari efficienti.

In questa fase della campagna vengono utilizzati principalmente vaccini a vettori virali ricombinanti che inducono risposte immunitarie cellulari (vaccinia, adenovirus, virus del vaiolo del canarino, ecc.), perché in teoria le risposte immunitarie cellulari possono controllare efficacemente la replicazione virale e l'infezione, e modelli matematici dimostrano anche che la riduzione della carica virale di 1 valore logaritmico può ridurre efficacemente il tasso di trasmissione nella popolazione, il che consente alle sperimentazioni cliniche di valutare le prospettive applicative di questo vaccino.

Uno dei risultati più notevoli è il vaccino contro l'AIDS sviluppato dalla Merck utilizzando l'adenovirus umano di tipo 5 come vettore. Tuttavia, secondo i risultati degli studi clinici pubblicati nel settembre 2007, limitarsi a sottolineare la risposta immunitaria cellulare non può produrre un effetto protettivo. Il fallimento di questo vaccino basato sulla risposta delle cellule T ha indubbiamente inferto un duro colpo al campo della ricerca e dello sviluppo dei vaccini. Un tempo la gente si chiedeva se fosse possibile sviluppare un vaccino efficace contro l'AIDS e l'intero settore era permeato da un'atmosfera di disperazione.

La terza fase della battaglia

Nonostante innumerevoli fallimenti, gli scienziati non si sono arresi. Dopo un breve riposo, lanciarono un altro attacco al virus dell'AIDS. Attualmente gli scienziati ritengono generalmente che un vaccino efficace contro l'AIDS debba indurre contemporaneamente risposte immunitarie umorali e cellulari equilibrate.

Durante un'infezione virale, gli anticorpi neutralizzanti fungono da prima linea di difesa e possono neutralizzare parzialmente il virus, il che fa guadagnare tempo per l'attivazione delle successive risposte di memoria mediate dalle cellule. Le forti risposte immunitarie cellulari possono eliminare le cellule infette dal virus e ridurre la carica virale, diminuendo così il tasso di trasmissione dell'HIV nella popolazione. Questa fase si concentra quindi sull'equilibrio tra risposte immunitarie umorali e cellulari. I vaccini a DNA, i vaccini a vettore vivo e i vaccini proteici multivalenti vengono sviluppati in modo completo. L'immunizzazione combinata di vari vaccini (strategia prime/boost) è diventata la direzione principale nello sviluppo del vaccino contro l'AIDS.

Il nuovo vaccino combinato (RV144), sviluppato dall'esercito statunitense e dalla Thailandia e annunciato nel settembre 2009, può ridurre del 31,2% il rischio di infezione umana da HIV. È la prima volta nella storia dell'umanità che viene dimostrata la fattibilità dello sviluppo di un vaccino efficace contro l'AIDS sugli esseri umani. Questo esperimento ci ha dato speranza per lo sviluppo di un vaccino efficace contro l'AIDS. Per trovare il vaccino più efficace contro l'AIDS, i ricercatori, compreso il mio team, stanno cercando di utilizzare diversi tipi di vaccini in combinazione per trovare la combinazione migliore.

I dati provengono dal database degli studi clinici IAVI.

Conclusione

Nel cammino per sconfiggere questo nemico senza precedenti del secolo, l'AIDS, innumerevoli scienziati hanno combattuto, combattuto e continueranno a combattere per tutta la vita.

La terapia antiretrovirale altamente attiva (nota anche come "terapia cocktail") può controllare efficacemente la progressione dell'AIDS, consentendo alle persone infette di vivere dignitosamente "come le persone normali", ma questa terapia "controlla" il virus solo temporaneamente e non è in grado di eliminarlo completamente dall'organismo. Finché la terapia farmacologica viene sospesa, il virus HIV soppresso sarà come una scimmia sotto la Montagna delle Cinque Dita a cui viene rimosso il "sigillo talismano" e che userà la sua forza primordiale per riprendersi. Pertanto, una volta infettati, i malati di AIDS devono assumere farmaci per tutta la vita.

Per controllare ed eliminare completamente l'epidemia di AIDS, la prevenzione è la soluzione migliore. La prevenzione comprende interventi comportamentali e vaccinazioni. L'intervento comportamentale comprende l'aumento dell'intensità della pubblicità educativa sulla salute e l'igiene; promuovere la terapia sostitutiva con metadone e aghi puliti per i tossicodipendenti; evitare comportamenti sessuali rischiosi, promuovere la conoscenza del sesso sicuro e mantenersi puliti; e rivolgersi al medico il prima possibile se si scopre l'infezione. Prima che venga sviluppato un vaccino efficace contro l'AIDS, l'intervento comportamentale è un mezzo efficace e necessario per prevenire l'AIDS.

L'obiettivo finale dell'uomo, ovvero prevenire l'infezione da HIV in modo più scientifico ed efficace, dovrebbe essere quello di mettere a punto un vaccino efficace contro l'AIDS. Nel lungo percorso per sviluppare un vaccino contro l'AIDS, gli scienziati hanno lavorato duramente e non si sono mai arresi. Il team di ricerca dell'autore si concentra da tempo sullo studio di nuove strategie per la prevenzione e il trattamento dell'AIDS. Ha portato a termine una serie di compiti innovativi nella progettazione di vaccini, nell'immunoterapia, nei meccanismi di infezione, ecc. e ha esplorato una serie di nuove strategie per i vaccini contro l'AIDS. Quanti anni dovrà aspettare l'umanità prima che venga scoperto un vaccino efficace contro l'AIDS? Non possiamo ancora dare una risposta numerica definitiva, ma siamo sulla buona strada per risolverlo…

Riferimenti:

Italiano: 1. Sun C.J., Chen Z.W., Chen L., Zhang L.Q. Revisione su invito: progressi della ricerca sui vaccini innovativi contro l'AIDS. Rivista cinese di microbiologia e immunologia. 2013, 33(1 ):24-28

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3. Pan E, Feng F, Li P, Yang Q, Ma

4. Xiaoyu Wang#, Caijun Sun#, Pingchao Li, Tongjin Wu, Hangyu Zhou, Dong Yang, Yichu Liu, Xiuchang Ma, Zhiyong Song, Qinggong Nian, Liqiang Feng, Chengfeng Qin*, Ling Chen* e Ruikang Tang*. Ingegneria vaccinale con involucro minerale a doppia funzionalità: una strategia promettente per superare l'immunità preesistente. Materiali avanzati. 2016, 28(4):694-700.

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6. Caijun SUN, Lei ZHANG, Maochao ZHANG, Yichu Liu, Miaozhong, Xin Ma, Ling CHEN. L'induzione di equilibrio e ampiezza nelle risposte immunitarie è utile per controllare la replicazione di SIVmac239 nella scimmia rhesus. J Infettare. Italiano: 2010, 60(5):371-81.