Vaccini a mRNA per tumori e non solo: 4 ambiti

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Vaccini e farmaci prodotti a partire da molecole di mRNA sintetico conquistano sempre più spazio nella ricerca e nel mercato globale.

Un piccolo filamento di mRNA prodotto in laboratorio promette di rispondere a gravi malattie ancora oggi prive di una cura. La tecnologia consente di produrre in poche settimane un vaccino o un farmaco capaci di stimolare una risposta immunitaria dell’organismo, per intercettare e combattere agenti esterni. Sulle potenzialità per rivoluzionare la medicina e trasformare il futuro della salute se ne è parlato in un incontro: “mRNA: un messaggio dal futuro della Medicina. Comunicare l’innovazione che può rivoluzionare prevenzione e cura delle malattie” che coinvolge giornalisti e clinici esperti del settore, promosso dal Master di I livello “La Scienza nella Pratica Giornalistica” (SGP) della Sapienza Università di Roma.

mRNA, dalla scoperta all’utilizzo

Dopo i vaccini contro il Covid-19, l’mRNA vede una crescita esponenziale di laboratori e studi, sostenuta da investimenti. Tuttavia, l’mRNA (RNA messaggero) ha una storia più lunga, è stato scoperto nel 1961, quando si è iniziato a comprendere il ruolo svolto da questa macromolecola, portatrice del messaggio che consente a tutte le cellule dell’organismo di produrre proteine. Negli anni ’70 i ricercatori hanno capito come introdurla all’interno delle cellule, ma solo venti anni dopo si è iniziato a studiare la possibilità di utilizzarla a scopo preventivo e terapeutico, attraverso i vaccini a mRNA.

«Nelle cellule, l’RNA messaggero svolge un ruolo fondamentale nella sintesi delle proteine: l’informazione genetica contenuta nel DNA viene trascritta in RNA messaggero, che, uscito dal nucleo, si lega ai ribosomi, organelli situati nel citoplasma cellulare, e detta la sequenza delle proteine da produrre – spiega Rita Carsetti, Immunologa dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù di Roma – quindi, il DNA decide cosa serve alla cellula, l’mRNA porta l’informazione ai ribosomi che si attivano
per tradurla in una specifica proteina. L’RNA messaggero appena usato viene eliminato e la cellula è pronta a ricevere altri messaggi. Le caratteristiche che rendono così utile in medicina l’mRNA sono la sua capacità di portare informazioni e far produrre proteine alle nostre cellule e di rappresentare un sistema di informazione labile che non persiste e non può modificare il genoma o la cellula in modo permanente».

Terapie personalizzate 

L’utilizzo dell’mRNA a scopo preventivo e terapeutico si basa sull’idea di usare RNA messaggeri sintetici per trasmettere informazioni specifiche all’interno delle cellule senza andare a modificare le istruzioni del DNA. Si tratta in pratica di trasformare le cellule in “fabbriche” di vaccini o farmaci su richiesta e personalizzati, sfruttando le informazioni trasmesse tramite l’RNA messaggero sintetizzato in laboratorio. Inoltre consente di progettazione e produzione vaccini e farmaci in tempi brevi, adeguati alla velocità con cui cambiano molti microrganismi e le cellule maligne.

«La piattaforma tecnologica a mRNA presenta alcuni importanti vantaggi – dichiara Pier Luigi Lopalco, Professore ordinario di Igiene generale ed applicata, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche ed Ambientali Università del Salento – il primo indubbio vantaggio, che abbiamo potuto osservare durante la pandemia, è la rapidità della produzione. A gennaio 2020 è stato isolato il genoma del virus SARS-CoV2 e dopo 7-8 mesi è stato prodotto il vaccino. Inoltre, la capacità della tecnologia mRNA di adattarsi velocemente ai cambiamenti di virus suscettibili a mutazioni come quelli influenzali, la rende una piattaforma estremamente flessibile e versatile».

«Altro aspetto non secondario – prosegue – riguarda le fasi del processo produttivo, che avviene senza la necessità di maneggiare i virus, assicurando così una elevata bio-sicurezza; da ultimo, la semplicità logistica per la produzione di vaccini, che può avvenire persino all’interno di container senza bisogno di disporre di grandi laboratori. La piattaforma tecnologica a mRNA potrà esprimere il massimo delle sue potenzialità se unita all’intelligenza artificiale (IA), che entrerà in tutte le fasi di progettazione, disegno e produzione di vaccini e farmaci basati sull’RNA messaggero».

Regolare l’espressione del genoma senza modificare il codice genetico è qualcosa che si differenzia dalla terapia genica classica o dai più innovativi approcci di editing genomico, che agiscono sulle istruzioni che l’organismo racchiude nel suo DNA.

Oggi presente in quattro ambiti  

Attualmente sono quattro gli ambiti per i quali si sperimenta la tecnologia a mRNA: i vaccini preventivi per le malattie infettive, i vaccini terapeutici per il cancro, i farmaci per le malattie genetiche rare e per le malattie autoimmuni. Nel primo caso, la proteina prodotta dall’mRNA sintetico induce una risposta anticorpale da parte del nostro sistema immunitario, ma questo concetto è applicabile anche ai tumori. Si può “addestrare” il sistema immunitario a combattere le cellule maligne che però mutano velocemente. La tecnologia dell’mRNA permette di produrre vaccini che colpiscono più antigeni o di riconoscere una specifica proteina particolarmente espressa in un certo tipo di tumore. In questo caso, i vaccini terapeutici a base di mRNA sono altamente personalizzati (e combinati con l’immunoterapia) sul singolo malato e sul tipo di tumore.

«Dal momento che l’mRNA è responsabile della produzione di proteine, la tecnologia può essere applicata anche a tutte quelle patologie genetiche rare che sono causate proprio dalla mancanza di una specifica proteina a causa di un gene mutato. L’mRNA prodotto in laboratorio può essere predisposto per ricostruire la produzione di quella proteina deficitaria, in questo caso si bypassa l’utilizzo del vettore virale e si fornisce l’RNA messaggero alla cellula che diventa capace di riprodurre la proteina persa – sottolinea Mariangela Morlando, Professore associato Dipartimento di Biologia e Biotecnologie “C. Darwin”, Sapienza Università di Roma – attualmente sono migliaia gli studi sulla molecola ma al 2023 si registrano poco meno di 200 molecole in fase di attiva indagine sperimentale o di studi preclinici, un centinaio in fase di trial clinico, solo 7 in fase di preregistrazione e solo 5 già approvati, i vaccini del Covid-19».

mRNA, sfide e prospettive future 

La strada è ancora lunga e le difficoltà non mancano: prime tra tutte l’instabilità dell’mRNA, l’efficienza con cui viene tradotto in proteina e come incapsulare l’RNA per poterlo veicolare verso uno specifico tipo cellulare dell’organismo. Ma le prospettive sono incoraggianti perché i risultati delle ricerche potrebbero cambiare lo scenario di importanti malattie. Al momento sono in corso trial clinici in Fase 2 per i vaccini nel melanoma ad alto rischio; trial clinici in fasi più precoci per RNA messaggero che porta alla produzione di proteine pro-infiammatorie per il cancro; trial clinici per le malattie autoimmuni, per malattie genetiche rare e uno studio che riguarda dati ottenuti durante la fase del trial clinico per una malattia metabolica (acidemia propionica) in Fase 1 e 2.