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1. Vaccini e test per SARS-Cov-2
Salvatore Gemmellaro
Microbiologia a 360°

2. La storia
La parola vaccino deriva dal latino “vaccinus” e nella nostra lingua corrente
significa “vacca”.
La parola infatti deriva dal fatto che il primo vaccino della storia è stato
sintetizzato proprio dalle mucche.
Dalle mucche al laboratorio

3. La storia
Fu il medico Edward Jenner che
fece l’importante scoperta durante
l’epidemia del vaiolo nel lontano
1796.
Edward Jenner osservò che le
mungitrici che avevano
precedentemente contratto il vaiolo
bovino raramente poi venivano
infettate dal vaiolo umano.
Edward Jenner

4. La storia
Il 14 maggio del 1796 Jenner inoculò
in un bambino di 8 anni materiale
prelevato da una pustola di vaiolo
bovino anziché umano.
Il ragazzo contrasse il vaiolo bovino e
dopo 6 settimane guarì.
Edward Jenner
Inconsapevolmente fu generato il primo vaccino della
storia!

5. Com’è fatto un vaccino?
All’interno della siringa
Il vaccino è un preparato
biologico costituito da:
1) Microbi
2) Virus
3) Prodotti del corpo microbico
4) Coadiuvanti
Vivi o morti

6. Come funziona il vaccino?
L’immunità
Quello che fa il vaccino, specifico per un
determinato patogeno, è indurre una
risposta detta umorale, la quale si
riferisce alla produzione di anticorpi.
Una volta iniettato il vaccino, il
nostro corpo sarà quindi immunizzato:
Saprà come affrontare il patogeno perché
conosce già quali anticorpi produrre
contro di esso, così si evita l’insorgenza
della malattia.

7. Come funziona il vaccino?
L’immunità

8. Tipi di vaccini
Inattivati, attenuati, purificati e con anatossine
1. Vaccini interi inattivati. Sono costituiti da batteri o virus uccisi con mezzi fisici o
chimici ma mantengono alcune caratteristiche antigeniche: influenza, polio (Salk),
epatite A, rabbia, pertosse, colera.
2. Vaccini vivi attenuati. Sono costituiti da batteri o virus vivi ma “attenuati”.
Simulano l’infezione del corrispondente patogeno, seguono le stesse vie di
penetrazione e moltiplicazione; mantengono l’antigenicità pur perdendo la
patogenicità: tubercolosi, polio (Sabin), morbillo-parotiterosolia, varicella, tifo.
3. Vaccini con componenti purificati. Contengono frazioni antigeniche di un
microrganismo e sono: influenza (subunità o split), Haemophilus influenzae B,
pertosse acellulare, epatite B, meningococco, pneumococco
4. Anatossine. Alcuni batteri si localizzano nel punto di ingresso e liberano delle
sostanze chiamate tossine a cui si deve l’azione patogena; queste tossine,
detossificate, perdono la capacità di produrre malattia ma mantengono
l’antigenicità. Sono: difterite e tetano.

9. Obbiettivi della vaccinazione
Difendere ed eradicare
1. Difendere dal maggior numero di malattie infettive la persona.
2. Far scomparire la malattia da una popolazione o, eradicare l’agente causale da
ogni parte del mondo.
Raggiunto questo traguardo sarà possibile successivamente arrivare alla sospensione
della vaccinazione, come venne fatto a suo tempo per il vaiolo che è stata la prima
malattia, e per ora l’unica, per la quale grazie alla vaccinazione è stato raggiunto
l’obiettivo finale, cioè l’eradicazione.

10. L’immunità di gregge
Se una certa percentuale della popolazione è
vaccinata contro una determinata malattia i virus
o i batteri di quella malattia non riescono a
circolare. Si crea la cosiddetta “immunità di
branco” che protegge anche quella piccola
quantità di persone non vaccinate.
La percentuale di individui immuni che
impedisce ad una malattia infettiva di diffondersi
in modo epidemico è chiamata :
‘’Soglia minima di immunità di gregge (HIT)’’
Aumentando il numero di immuni si riduce la
probabilità di contatto tra individui infetti e
suscettibili. Se la percentuale di immuni nella
popolazione è superiore all'HIT la malattia
epidemica può essere: contenuta o eliminata.

11. L’immunità di gregge

12. I vaccini per il SARS-Cov-2
Vaccini SARS-Cov-2: una varietà di approcci
Più di 90 vaccini sono stati
sviluppati contro SARS-CoV-2 da
gruppi di ricerca di aziende e
università di tutto il mondo.
I ricercatori stanno
sperimentando diverse
tecnologie.

13. I vaccini per il SARS-Cov-2
Vaccini con virus
ATTENUATI INATTIVATI
ATTENUATI:
Un virus viene attenuato per un vaccino poiché viene
fatto passare attraverso cellule animali o umane fino a
quando non rileva mutazioni che lo rendono poco
capace di causare malattie.
INATTIVATI:
Nell’altro caso il virus è reso non infettivo (viene quindi
inattivato) attraverso l’utilizzo di prodotti chimici come
formaldeide oppure attraverso il calore.

14. I vaccini per il SARS-Cov-2
Vaccini con vettori virali
Un virus come il morbillo o l'adenovirus viene
modificato geneticamente in modo da poter
produrre le proteine ​​del coronavirus nel corpo.
Questi virus sono attenuati e quindi non
possono causare malattie.
Esistono due tipi:
1. Quelli che possono ancora replicarsi
all'interno delle cellule;
2. Quelli che non possono perché i geni chiave
sono stati disabilitati (adenovirus).

15. I vaccini per il SARS-Cov-2
Vaccini con acido nucleico
Si utilizzano le istruzioni
genetiche (sotto forma di DNA
o RNA) per produrre una
proteina del coronavirus che
porta ad una risposta
immunitaria.
L'acido nucleico viene inserito nelle cellule umane, che poi sfornano copie della proteina
virale. La maggior parte di questi vaccini codifica per la proteina spike.

16. I vaccini per il SARS-Cov-2
Vaccini a base di proteine
Distinguiamo vaccini con subunità proteiche virali (proteina spike o una sua parte chiave denominata
receptor binding domain).
I vaccini ‘’Virus-like particles’’ (VLP) possono innescare una forte risposta immunitaria. Involucri vuoti del
virus vuote imitano la struttura del coronavirus, ma non sono contagiosi perché mancano di materiale
genetico.

17. I vaccini per il SARS-Cov-2
Il vaccino tramite ‘cerotto’

18. Il vaccino tramite ‘cerotto’
Il bersaglio è la proteina ‘spike’

19. Il vaccino tramite ‘cerotto’
Come funziona?
Una volta generati i vaccini vengono
testati nei topi:
1) Attraverso puntura sottocutanea con
ago tradizionale.
2) Attraverso puntura intracutanea
sciogliendo Microneedle arrays
(MNAs) (un insieme di microaghi).
Infine vengono valutati gli anticorpi IgG virus specifici
nel siero di topi vaccinati mediante ELISA.

20. Il vaccino tramite ‘cerotto’
Microneedle arrays
I microneedle arrays (MNAs) sono
dispositivi minimamente invasivi che by-
passano indolore lo strato corneo della
pelle, che è la principale barriera ai farmaci
applicati localmente.
I fori indotti da MNAs normalmente si
chiudono molto rapidamente (<1 h). Sono
formati da polimeri reticolati e formano
idrogel per una migliore distribuzione
transdermica dei farmaci.

21. Il vaccino tramite ‘cerotto’
Microneedle arrays

22. Il vaccino tramite ‘cerotto’
Microneedle arrays: perché?
La pelle è un bersaglio ideale per l'immunizzazione possedendo una ricca popolazione di cellule
presentanti l'antigene e cellule immunitarie accessorie in grado di un microambiente pro-infiammatorio
che favorisce l'induzione di un'immunità adattativa potente e duratura.
La tecnica MNA permette il rilascio di una dose minima ma efficace di vaccino consentendo così un
intelligente risparmio su quantità e costi per la somministrazione in un’ampia popolazione.
Inoltre i vaccini incorporati nell'MNA sembrano rimanere stabili per un lungo periodo di tempo
permettendo così un risparmio economico e tempistico per la refrigerazione.

23. Il vaccino tramite ‘cerotto’
Risultati
Questi vaccini somministrati attraverso MNAs
hanno suscitato potenti risposte anticorpali
specifiche per l'antigene che sono state
evidenti a partire da 2 settimane dopo
l'immunizzazione.
Quindi la somministrazione di vaccini
attraverso MNAs per la subunità SARS-CoV-2
S1 è una promettente strategia di
immunizzazione contro l'infezione
da coronavirus.

24. Le vostre domande
1. Vorrei conoscere le tecniche usate per cercare di trovare un vaccino.
2. Perché ci sono tempi molto lunghi per la messa in commercio di un vaccino?
3. Perché non viene sviluppata immunità in alcuni casi di Covid-19 positivi?

25. Le vostre domande
3. Perché non viene sviluppata immunità in alcuni casi di Covid-19 positivi?
Entro 19 giorni dall'esordio dei sintomi, il
100% dei pazienti è risultato positivo
all'immunoglobulina di classe G (IgG)
antivirale.
La sieroconversione per IgG e IgM si è
verificata contemporaneamente o in
sequenza.
Entrambi i titoli di IgG e IgM hanno
raggiunto il plateau entro 6 giorni dalla
sieroconversione.
Fonte: https://www.nature.com/articles/s41591-020-0897-1
Pubblicato: 29 aprile 2020

26. Test rapidi per il Covid-19
Cosa sono?
Sono test in grado di rilevare la
presenza di anticorpi
IgG e IgM del virus SARS-CoV-2 in
campioni umani di sangue intero.

27. Test rapidi per il Covid-19
Immunoglobuline
Le immunoglobuline sono proteine prodotte da
determinate cellule,
denominate “plasmacellule“.
Questo test quindi si basa sulla ricerca
delle immunoglobuline:
1. Di classe G (IgG)
2. Di classe M (IgM)

28. Test rapidi per il Covid-19
Come si esegue?

29. Test rapidi per il Covid-19
Come funziona?
Il campione reagisce con le particelle rivestite
dell’antigene del virus SARS-CoV-2 presente
all’interno della cassetta del test. La miscela
migra quindi verso l’alto sulla membrana
cromatograficamente per azione capillare e
reagisce con le IgG e le IgM antiumano nella
zona della linea di test.
Pertanto, se il campione contiene anticorpi IgG
SARS-CoV-2, comparirà una linea colorata
nell’area della linea di test IgG, mentre se il
campione contiene anticorpi IgM SARS-CoV-2,
comparirà una linea colorata nell’area della
linea di test IgM.

30. Test rapidi per il Covid-19
Attendibilità del test
La cassetta del test
rapido IgG/IgM COVID-19 prodotta
da ScreenItalia, ad esempio, è stata
confrontata con una PCR
commerciale leader ed i risultati
mostrano
un’alta sensibilità e specificità.

31. Test rapidi per il Covid-19
Limiti? La tempistica!
Il limite principale di un test del genere può risiedere nella tempistica. Ovvero, se questo
test rapido viene eseguito in un tempo molto precoce al contagio si può andare in contro
ad un falso negativo. Ad esempio, un soggetto entrato a contatto con il SARS-CoV-2 da
poco tempo può non aver ancora prodotto le IgM e quindi risulterà negativo al test rapido
ma positivo al test del tampone. Quindi da questo punto di vista risulta essere più
attendibile quest ultimo tipo di test.

32. Bibliografia
1. Microneedle array delivered recombinant coronavirus vaccines: Immunogenicity and rapid translational
development. Eun Kima, Geza Erdosb, Shaohua Huanga, Thomas W. Kennistona, Stephen C. Balmertb, Cara
Donahue Careyb, V. Stalin Raje,1, Michael W. Epperlyc, William B. Klimstrad, Bart L. Haagmanse, Emrullah
Korkmazb,f, Louis D. Falo Jr.b,f,g,h,*, Andrea Gambottoa,**
2. Hydrogel-Forming Microneedle Arrays for Enhanced Transdermal Drug Delivery. Ryan F Donnelly, Thakur
Raghu Raj Singh, Martin J Garland, Katarzyna Migalska, Rita Majithiya, Cian M McCrudden, Prashant Laxman
Kole, Tuan Mazlelaa Tuan Mahmood, Helen O McCarthy, and A David Woolfson
3. Development and Clinical Application of A Rapid IgM-IgG Combined Antibody Test for SARS-CoV-2 Infection
Diagnosis. – PubMed
4. Biomedomics
5. ScreenItalia
6. Screen Test Covid-19 2019-nCOV IgG/IgM – Test Rapido a Cassetta Kit Monouso (Sangue Intero da Pungidito)
– Foglietto Illustrativo
7. The race for coronavirus vaccines: a graphical guide – Nature
8. Weiss SR, Leibowitz JL. Coronavirus pathogenesis. Adv Virus
Res 2011;81:85-164. PMID:22094080 DOI:10.1016/B978-0-
12-385885-6.00009-2
9. Su S, Wong G, Shi W, et al. Epidemiology, genetic recombination, and pathogenesis of coronaviruses. Trends
Microbiol 2016;24:490-502.PMID:27012512 – DOI:10.1016/j.tim.2016.03.003
10. Cui J, Li F, Shi ZL. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol 2019; 17:181-192.
PMID:30531947 DOI:10.1038/s41579-018-0118-9
11. World Health Organization (WHO)
12. Labtestsonline

33. Contatti:
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Grazie per l'attenzione!