Un nuovo vaccino contro il coronavirus è nato da una falena? Gli scienziati stanno lavorando duramente per rendere i vaccini accessibili a tutti

La gente spera ardentemente che l'avvento del nuovo vaccino contro il coronavirus possa invertire la tendenza, ma ci troviamo di fronte a un problema concreto: anche se esistesse un vaccino, tutti potrebbero permetterselo? Quali fattori dovrebbero essere considerati nel prezzo del vaccino?

Come previsto, la guerra tra gli esseri umani e il nuovo coronavirus è entrata in una fase di stallo, ma fortunatamente, una dopo l'altra, si sono susseguite buone notizie favorevoli al campo umano: di recente, altri due vaccini inattivati ​​contro il nuovo coronavirus, prodotti da aziende cinesi, sono stati approvati per entrare nella sperimentazione clinica, e ciò avviene a meno di un mese dall'inizio delle sperimentazioni cliniche del primo vaccino su 108 volontari.

Bisogna dire che il rapido sviluppo dell'alta tecnologia sta davvero salvando il futuro dell'umanità. Tuttavia, rispetto alla preoccupazione su quando sarà disponibile sul mercato un vaccino sicuro ed efficace contro il COVID-19, la domanda di cui dovremmo preoccuparci di più è: anche se un vaccino fosse disponibile, tutti potranno permetterselo?

(Fonte foto: CFP)

Un vaccino COVID-19 conveniente può “volare” fuori da una falena?

Se si vuole discutere di quanto margine ci sia per una riduzione del prezzo di un vaccino, bisogna prima capire perché il suo prezzo è così alto.

Quando un virus invade il corpo umano, alcune delle sue proteine ​​di superficie sono antigeni che inducono le persone a produrre anticorpi. La vaccinazione serve a garantire che il virus non causi malattie, sperando nel contempo di far sì che il corpo umano sviluppi tali anticorpi. Per raggiungere questo obiettivo, gli scienziati hanno utilizzato diverse tecnologie per sviluppare molti tipi diversi di vaccini, come vaccini vivi attenuati, vaccini inattivati, vaccini proteici ricombinanti, vaccini a vettore virale, ecc. A causa dei diversi processi di produzione, questi vaccini presentano vantaggi e svantaggi diversi e i loro prezzi variano notevolmente.

Attualmente, nonostante le tecnologie emergenti come la modifica genetica abbiano portato enormi opportunità all'industria dei vaccini, a causa di fattori globali come il processo e i costi, i vaccini tradizionali rappresentati dai vaccini inattivati ​​e dai vaccini vivi attenuati sono ancora la forza principale nel mercato dei vaccini. In genere, la produzione di tali vaccini richiede l'uso di uova, batteri, cellule animali e di insetti come "incubatrici" per coltivare e isolare i virus necessari alla produzione del vaccino.

In questo contesto, i paesi stanno anche sperimentando diverse tecnologie per sviluppare nuovi vaccini contro il coronavirus, nella speranza di frenare il prima possibile la continua diffusione dell'epidemia. Nel mio Paese, i ricercatori hanno adottato una strategia "a cinque punte", sviluppando simultaneamente vaccini inattivati, vaccini con acido nucleico, vaccini con proteine ​​ricombinanti, vaccini con vettori adenovirus e vaccini con vettori attenuati del virus influenzale, nel tentativo di trovare un vaccino sicuro ed efficace il prima possibile. In Occidente, alcuni scienziati non vogliono solo trovare un vaccino efficace, ma sperano anche di ridurne il più possibile il costo, ad esempio utilizzando le tarme per sviluppare un nuovo vaccino contro la corona.

Si è appreso che il colosso farmaceutico francese Sanofi ha annunciato di recente che intende unire le forze con GlaxoSmithKline (GSK) per sfruttare appieno la tecnologia del vaccino quadrivalente ricombinante FluBlok per sviluppare un nuovo vaccino contro il coronavirus. Il punto forte di questo processo è che le "materie prime" utilizzate non sono comuni uova, bensì i bruchi dell'esercito autunnale, un vero grattacapo per gli agricoltori.

In quanto specie invasiva, negli ultimi anni il verme dell'esercito autunnale ha rappresentato una seria minaccia per l'agricoltura in molte parti del mio Paese. Se questa ricerca e sviluppo avrà successo, potrebbe fornire agli scienziati di tutto il mondo un metodo più efficiente ed economico per "trasformare i rifiuti in tesori" e produrre nuovi vaccini contro la corona.

▲Larve di verme dell'esercito autunnale (Fonte: TheVaccineReaction)

In parole povere, questa tecnologia richiede l'estrazione delle cellule necessarie dalle ovaie del verme dell'esercito autunnale e poi l'utilizzo di un virus geneticamente modificato per infettare queste cellule della falena, in modo che producano proteine ​​sulla superficie del virus. Dopo l'estrazione e la purificazione, i ricercatori mescoleranno queste proteine ​​purificate con altri adiuvanti necessari per creare finalmente un vaccino. Dopo l'iniezione del vaccino, queste proteine ​​antigeniche protettive stimoleranno il sistema immunitario umano, consentendo all'organismo di "provare" in anticipo l'invasione del virus e di prepararsi al pericolo che potrebbe effettivamente presentarsi in futuro.

Sebbene non si sappia ancora se il vaccino di Sanofi e GlaxoSmithKline avrà successo, questa tecnologia offre maggiori possibilità a "tutti di permettersi il nuovo vaccino contro la corona": rispetto ai tradizionali vaccini "a base di embrioni di pollo" che utilizzano le uova come materia prima, questo vaccino antivirale sviluppato utilizzando insetti presenta evidenti vantaggi, soprattutto nella produzione su larga scala.

Da un lato, questa tecnologia presenta un ciclo di produzione proteica breve, un'elevata efficienza e una maggiore produttività, facilitando il raggiungimento dell'obiettivo della produzione su larga scala. D'altro canto, il processo di coltivazione delle proteine ​​presenta rischi minori e non subirà grandi cambiamenti a causa della minaccia dell'influenza aviaria per i polli. Il controllo del rischio è semplice e il costo della coltivazione è relativamente più ragionevole. In caso di elevata incertezza sull'efficacia del vaccino e di rapida mutazione del virus, questo processo di produzione basato sugli insetti risulta più conveniente. Si ritiene che, oltre al parassita menzionato in questo vaccino contro la parassitosi, anche il cavolo cappuccio sia stato ampiamente utilizzato come materia prima per i vaccini antivirali.

I vaccini antinfluenzali sono così costosi: la colpa è delle uova?

La “falena” può davvero lanciare un nuovo vaccino contro il coronavirus sicuro, efficace ed economico? Non si sa ancora se "trasformare i rifiuti in tesori" avrà successo, ma una cosa che può essere confermata è che se il nuovo coronavirus continuerà a tormentare l'umanità per molto tempo come "influenza 2.0", allora più economico sarà il vaccino, più salute delle persone potrà proteggere. Tuttavia, la realtà è spesso crudele: per non parlare di quanto siano elevati i requisiti per gli investimenti in ricerca e sviluppo per i nuovi vaccini; persino ridurre il prezzo del vaccino basato sugli embrioni di pollo, che ha i costi di ricerca e sviluppo più bassi, è piuttosto difficile.

Prendiamo ad esempio il vaccino antinfluenzale: attualmente, i vaccini antinfluenzali tradizionali, realizzati utilizzando le uova, sono ancora i più diffusi sul mercato. Il motivo è che, da un lato, nel processo di coltivazione dei virus influenzali, l'efficienza della "coltivazione del virus" su cellule animali non è ideale, il costo è estremamente elevato e il rapporto costo-efficacia è troppo basso; D'altro canto, rispetto all'uso di batteri, cellule animali e vegetali come incubatori di virus, le uova stesse contengono una varietà di proteine ​​adatte alla "coltivazione del virus", come l'ovalbumina, che è molto adatta come "terreno di coltura" per una varietà di virus influenzali. Inoltre, trattandosi di un processo tradizionale con una lunga storia, le "piantine" basate sugli embrioni di pollo sono altamente sicure, facili da trasportare ed economiche.

Quindi, il vaccino antinfluenzale a base di uova più economico è abbastanza economico da poter essere acquistato da tutti? Sembra ancora difficile. Perché anche il vaccino antinfluenzale ottenuto tramite embrione è così costoso? Se proprio dobbiamo dare la colpa a qualcuno, possiamo solo incolpare le “delicate” uova dietro ogni vaccino.

Innanzitutto, le uova comuni che si possono acquistare nei normali supermercati non possono essere utilizzate per "far schiudere i virus", perché solo le uova fecondate possono essere utilizzate come terreno di coltura per i vaccini. Allo stesso tempo, ci sono molti requisiti complessi per l'allevamento di galline che possano produrre questi "incubatoi", come ad esempio essere alimentate solo con mangimi naturali puri e avere uno spazio vitale sufficiente... Quando queste condizioni sono soddisfatte, solo le galline nate tra le 30 e le 56 settimane saranno mantenute per deporre le uova. Dopo essere state deposte, le uova devono essere incubate per più di 10 giorni e infine raggiungere uno stato simile a quello delle "uova pelose" prima di poter essere realmente utilizzate.

Attualmente, molti Paesi classificano il livello di sicurezza di tutti gli aspetti legati all'allevamento di uova vaccinali come "riguardanti la sicurezza nazionale". Non solo l'ubicazione dell'allevamento di polli è un segreto di Stato e verrà impiegato un gran numero di personale di sicurezza per sorvegliarlo, ma anche il processo di trasferimento delle uova dall'allevamento di polli al laboratorio di livello di biosicurezza 3 sarà dotato di guardie del corpo per supervisionare l'intero processo di trasporto.

▲I lavoratori di un allevamento di uova vaccinali in Pennsylvania, USA, stanno selezionando le uova per l'uso (Fonte: CNN)

Se vengono soddisfatte queste rigorose condizioni, queste uova di "origine superiore" possono essere utilizzate per sviluppare vaccini? Ovviamente no.

Innanzitutto, le uova che superano lo screening iniziale devono essere sottoposte a un altro processo di screening manuale. I ricercatori useranno un apposito dispositivo per controllare ogni uovo. Verranno conservate solo le uova con i vasi sanguigni puliti e pieni nel guscio, mentre le restanti "uova pelose" verranno scartate. Dopo aver completato tutti i passaggi sopra descritti, le uova disinfettate possono essere considerate a tutti gli effetti dei bioreattori sterili e utilizzate come "incubatrici" per i ceppi virali.

▲I tecnici iniettano ceppi del virus dell'influenza nelle uova (Fonte: CNN)

Successivamente, questi "embrioni di pollo" selezionati verranno posizionati su un nastro trasportatore e inviati a completare l'iniezione del virus. Nello specifico, il virus viene diluito e iniettato nella cavità allantoidea dell'embrione di pollo, che è simile al liquido amniotico dei neonati umani. In un ambiente così chiuso, sterile, a temperatura costante e con numerose cellule sensibili, il virus può moltiplicarsi rapidamente e alla fine proliferare in un gran numero di virus. Per completare l'intero processo occorrono almeno 50-60 ore. Durante questo periodo, questo "uovo virale" ha esigenze estremamente elevate per quanto riguarda molti fattori esterni, come temperatura e luce.

Infine, quando un "uovo virale" è veramente "maturo", i ricercatori solleveranno la parte superiore delle uova e useranno un ago per introdurre il fluido rossastro dell'embrione di pollo nella cavità allantoidea, in un barattolo sterile. A questo punto, la missione dell'uovo come incubatore biologico è completata. Dopodiché, questi liquidi devono ancora subire una serie di processi complessi e avanzati, come la purificazione e l'inattivazione, prima di poter finalmente trasformarsi nei vaccini che conosciamo.

▲Schema di coltura del virus nella cavità allantoidea degli embrioni di pollo (Illustrazione: Beijing Science and Technology News/Wang Xueying)

A partire dagli anni '30, l'uomo ha iniziato a provare a utilizzare le uova per sviluppare vaccini. Nonostante i continui aggiornamenti tecnologici abbiano ridotto i costi, sussistono ancora diversi rischi in ogni collegamento, il che significa che il costo dei vaccini basati sugli "embrioni di pollo" rimane elevato. Sebbene l'avvento della tecnologia di modificazione genetica abbia aperto maggiori possibilità per la produzione di vaccini, molti vaccini antinfluenzali in tutto il mondo hanno comunque utilizzato questo processo basato sugli "embrioni di pollo" negli ultimi 80 anni.

Secondo i dati dei Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie, a febbraio 2020, l'82% delle 174 milioni di dosi di vaccino antinfluenzale in circolazione negli Stati Uniti erano state realizzate da "embrioni di pollo" e il governo statunitense ha investito miliardi di dollari solo per coltivare questi 140 milioni di "uova di alta qualità" qualificate. Un documento divulgato nel 2017 ha dimostrato che, per ottenere uova vaccinali di alta qualità, il Dipartimento della Salute e dei Servizi Umani degli Stati Uniti ha firmato un accordo di cooperazione triennale con un'azienda di allevamento di polli, investendo 42 milioni di dollari solo per ottenere una fonte stabile di uova per un anno fornite dall'azienda.

Quanto è difficile ridurre il prezzo dei vaccini attraverso così tanti passaggi?

In realtà, sono molti i fattori che incidono sul prezzo di una dose di vaccino, dagli investimenti in ricerca e sviluppo alla produzione di massa fino alla vendita sul mercato.

Nella fase di sviluppo del prodotto, il costo principale del vaccino è concentrato sugli investimenti nei laboratori di ricerca e sviluppo e nei professionisti, con un costo di almeno 500 milioni di dollari. Se si riuscisse a semplificare le tasse sui brevetti o a utilizzare tecnologie già esistenti e mature per sviluppare nuove varietà, il costo di questo collegamento potrebbe ridursi a 135-350 milioni di dollari.

▲Attrezzature per la ricerca e sviluppo e la produzione del vaccino di Seqirus (Fonte: sito web ufficiale di Seqirus)

Per quanto riguarda gli edifici e le attrezzature delle fabbriche, i costi del vaccino includono principalmente l'acquisizione del terreno, la costruzione della fabbrica, l'acquisto delle attrezzature e la relativa manutenzione. In questa fase, il costo può variare da un massimo di 700 milioni di dollari a un massimo di 50 milioni di dollari, a seconda di requisiti quali la complessità del sito e il livello di automazione. Ad esempio, Pfizer, la più grande azienda biofarmaceutica al mondo, ha impiegato cinque anni e investito 600 milioni di dollari per sviluppare e produrre il vaccino antipneumococcico pediatrico Prevnar 13 e ha infine costruito un nuovo laboratorio qualificato di ricerca, sviluppo e produzione. I vaccini che possono essere prodotti sulla stessa linea ridurranno notevolmente gli investimenti delle aziende in questo settore. Anche l'utilizzo di sistemi monouso non riciclabili o la riduzione del livello di automazione delle apparecchiature possono ridurre i costi in questo ambito.

In termini di manodopera, le spese per la manodopera nella produzione solitamente non superano 1/4 dei costi di produzione totali, ma le aziende devono comunque spendere molto in settori quali il supporto IT e le parcelle degli esperti: la parcella per la valutazione dei vaccini tradizionali varia da 25.000 a 100.000 dollari USA, mentre la quota annuale può arrivare fino a 140.000 dollari USA.

Oltre agli investimenti fissi sopra menzionati, il processo di approvazione di un vaccino, dall'uscita dal laboratorio all'effettiva immissione sul mercato, richiede ancora molta manodopera, energia e risorse materiali. Ci sono voluti 14 anni prima che il primo vaccino Prevnar della Pfizer fosse disponibile sul mercato.

▲La ricerca e lo sviluppo del nuovo vaccino contro la corona richiedono molta manodopera, risorse materiali e finanziarie (Nota sulla figura: Fort-russ)

Anche un vaccino ordinario necessita di un sostegno finanziario così ingente, e la situazione del nuovo vaccino contro il coronavirus, di cui c'è urgente bisogno in tutto il mondo, è ancora più grave. Per alleviare le preoccupazioni delle aziende, all'inizio di marzo il governo canadese ha annunciato che avrebbe investito 275 milioni di dollari per aiutare le istituzioni canadesi a sviluppare vaccini. Analogamente, anche la Biomedical Advanced Research and Development Authority degli Stati Uniti ha dichiarato che investirà 1 miliardo di dollari per sviluppare vaccini congiuntamente ad altre aziende.

Ma questi fondi nazionali possono garantire che tutti possano permettersi il nuovo vaccino contro il coronavirus? Dopotutto, il sostegno governativo può risolvere solo le difficoltà iniziali di finanziamento. La chiave per determinare il destino del vaccino è se riuscirà a incoraggiare le aziende a sviluppare e produrre vaccini in modo indipendente.

Prendendo come esempio il vaccino contro il virus Ebola, il vaccino rVSV-ZEBOV, entrato in fase di ricerca e sviluppo all'inizio del 2000, non è stato approvato fino al 2019. Sebbene gli studi clinici abbiano dimostrato la sua efficacia durante questo periodo, la domanda di mercato è rivolta principalmente ai paesi poveri con una forza economica limitata e il prezzo del vaccino non è in grado di soddisfare lo sviluppo dell'azienda, il che ha portato alla fine all'accantonamento a lungo termine del vaccino Ebola rVSV-ZEBOV.

Il nuovo vaccino contro il coronavirus, molto richiesto, riuscirà a risolvere la contraddizione tra "autonomia aziendale" e "prezzi ragionevoli", in modo che le aziende siano disposte a produrlo e fabbricarlo garantendo al contempo che tutti possano permetterselo? A questo proposito, Alex Azar, Segretario del Dipartimento della Salute e dei Servizi Umani degli Stati Uniti, ritiene che la situazione non sia ottimistica. Ha ammesso che, nonostante il sostegno delle finanze nazionali, il prezzo del nuovo vaccino contro il coronavirus potrebbe non raggiungere un livello "accessibile". Negli Stati Uniti l'idea di rendere il vaccino accessibile anche ai poveri non è realistica.

Al contrario, nel mio Paese, come primi produttori di vaccini autorizzati a entrare nella ricerca clinica, Sinopharm Group China National Biotec Group Wuhan Institute of Biological Products, Beijing Sinovac Biotech e altre aziende hanno scelto i vaccini inattivati ​​dalle cellule Vero durante il processo di ricerca e sviluppo. In questo processo non vengono utilizzati né embrioni di pollo né cellule di insetti, bensì cellule animali: cellule renali di macaco. Da un lato, i vantaggi dell'utilizzo delle cellule Vero per la produzione di vaccini sono evidenti, come la possibilità di ridurre efficacemente l'inquinamento durante il processo di produzione, avere meno effetti collaterali ed essere più sicuri, ma dall'altro lato c'è anche uno svantaggio che non può essere ignorato: l'elevato costo di produzione.

È costoso ma necessario. Come possono gli esseri umani coordinare i costi di sviluppo e la fissazione del prezzo di mercato del nuovo vaccino contro il coronavirus? Questa potrebbe essere una domanda più difficile a cui rispondere rispetto allo sviluppo di un vaccino, e la risposta della Cina è che “le unità di ricerca scientifica non calcolano i benefici economici, ma solo la salute delle persone”.

Riferimenti

1. Stanley Plotkin, a James M. Robinson, La complessità e il costo della produzione di vaccini – Una panoramica

2.https://www.statnews.com/2020/04/14/glaxosmithkline-sanofi-coronavirus-vaccine-collaboration/

3.https://thevaccinereaction.org/2017/10/armyworms-used-to-make-flublok-influenza-vaccine/#_edn4

4. https://www.cms.gov/Medicare/Medicare-Fee-for-Service-Part-B-Drugs/McrPartBDrugAvgSalesPrice/VaccinesPricing

5. https://www.nytimes.com/2014/07/03/health/Vaccine-Costs-Soaring-Paying-Till-It-Hurts.html

6.https://edition.cnn.com/2020/03/27/health/chicken-egg-flu-vaccine-intl-hnk-scli/index.html

Scritto dal giornalista Wang Xueying Revisionato da Liu Zhao

Responsabile dei nuovi media/Chen Xuanzhi

Prodotto da: Science Central Kitchen

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