Vaccini: produzione e approvazione

Martina Feichter ha studiato biologia con una materia elettiva farmacia a Innsbruck e si è anche immersa nel mondo delle piante medicinali. Da lì non era lontano da altri argomenti medici che la affascinano ancora oggi. Si è formata come giornalista presso l'Axel Springer Academy di Amburgo e lavora per dal 2007 - prima come redattrice e dal 2012 come scrittrice freelance.

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I vaccini sono usati per la tua protezione e quella degli altri: possono impedirti di ammalarti e di infettare gli altri. Leggi qui quali tipi di vaccini esistono, come sono fatti e come devono dimostrare la loro efficacia e sicurezza!

Cosa sono i vaccini?

I vaccini sono farmaci che dovrebbero rendere il corpo immune a determinati agenti patogeni. Quindi puoi proteggerti dalle infezioni, motivo per cui si parla di vaccinazione.

Gli esperti classificano i vaccini secondo vari criteri. Viene fatta una distinzione tra vaccini vivi e vaccini morti in base alla vitalità o capacità dei patogeni contenuti di riprodursi. Puoi leggere di più su questo nell'articolo "Vaccini vivi e morti".

I vaccini ricombinanti contengono un componente geneticamente modificato e particolarmente tipico di un agente patogeno (antigene subunità). Se i cosiddetti virus vettori (virus vivi, ma non patogeni) portano questo tipico antigene sulla loro superficie, alcuni esperti parlano di un vaccino vivo ricombinante.

I vaccini basati sui geni introducono solo il progetto genetico per gli antigeni di un patogeno nel corpo. Usando queste istruzioni, il corpo dovrebbe quindi produrre gli antigeni estranei, che alla fine innescano una risposta immunitaria. Questi tipi di vaccini includono vaccini a DNA e mRNA, nonché vaccini vettoriali. Sono stati approvati per la prima volta contro il Covid-19 (vaccinazione contro il coronavirus).

Come sono fatti i vaccini?

Normalmente, i patogeni rilevanti vengono coltivati su larga scala per la produzione di vaccini. Questi vengono poi trasformati, in tutto o in parte, in un vaccino. Esistono anche alcuni vaccini che contengono antigeni di un agente patogeno prodotti utilizzando l'ingegneria genetica o il loro progetto.

Via di sviluppo

Lo sviluppo del vaccino avviene generalmente in più fasi:

Analisi del rispettivo patogeno e identificazione di un antigene adatto che susciti una risposta immunitaria
Indagine e definizione del "disegno" del vaccino (vaccinazione morta o viva? Interi patogeni o componenti di essi? Uso dell'ingegneria genetica?)
Test approfonditi in laboratorio, ad esempio sugli animali, e poi sull'uomo; Come prima dell'approvazione del farmaco, queste avvengono in tre fasi. Gli scienziati stanno testando il dosaggio, la tollerabilità e la risposta immunitaria su un numero sempre maggiore di volontari.
Procedura di approvazione presso l'autorità vaccinale

La vaccinazione dovrebbe sempre innescare una risposta immunitaria stabile, che idealmente produce una protezione immunitaria migliore e più duratura rispetto all'infezione vera e propria. Tuttavia, questo non deve portare a una reazione difensiva eccessiva che alla fine farebbe più male che bene. Nello sviluppo del vaccino, anche la tolleranza del vaccino è importante.

Fare un vaccino

Il vaccino stesso viene prodotto nel modo seguente:

Coltivazione degli agenti patogeni contro i quali il vaccino deve agire, o ingegneria genetica degli antigeni desiderati o del modello di antigene appropriato
"Raccolta" degli antigeni, ad esempio virus da colture cellulari o antigeni da cellule di lievito, o il progetto genetico e successiva elaborazione
Integrazione di altri componenti, ad esempio per rafforzare l'effetto vaccinale (adiuvanti) e fusione dei componenti in vaccini combinati
Imbottigliamento e confezionamento

Coltivazione di agenti patogeni

Gli agenti patogeni necessari per la produzione di vaccini contro le malattie infettive batteriche (come meningococchi, batteri tifoidi) possono essere coltivati direttamente nei terreni nutritivi. Questi terreni di coltura forniscono agli agenti patogeni tutto ciò di cui hanno bisogno per sopravvivere e moltiplicarsi. Vengono quindi trasformati in un vaccino in diversi passaggi.

La produzione di vaccini contro le malattie infettive virali (come influenza, morbillo, parotite, rosolia) è più complicata perché i virus possono moltiplicarsi solo nelle cellule viventi. Per la coltivazione dell'enorme quantità di agenti patogeni necessari per la produzione di vaccini, sono quindi necessarie cellule ospiti viventi:

uova di gallina

Le uova di gallina sono tradizionalmente utilizzate per coltivare virus: alcuni virus ("virus dei semi") vengono iniettati in un uovo di gallina fecondato, che viene poi incubato in un'incubatrice. Durante questo periodo, i patogeni si moltiplicano all'interno. Dopo pochi giorni, vengono isolati in processi complessi e trasformati in un vaccino.

Le uova di gallina utilizzate non sono normali uova adatte al consumo e sono disponibili nei negozi di alimentari. Invece, le uova per fare i vaccini virali provengono da polli che vengono tenuti in allevamenti speciali in condizioni controllate. Devono soddisfare standard di qualità molto elevati ed essere completamente privi di altri agenti patogeni ("allevamento di polli sterile").

La produzione di vaccini a base di uova è comprovata, ma richiede anche molto tempo: possono essere necessari dai sei ai dodici mesi per completare il processo di produzione. Inoltre, sono necessarie enormi quantità di uova speciali per la produzione del vaccino, se non altro per il vaccino antinfluenzale, che viene prodotto quasi esclusivamente in questo modo. In tutto il mondo, ogni anno sono necessari circa mezzo miliardo di uova di gallina. Perché per una singola dose di vaccino antinfluenzale servono uno o due ovuli.

Colture cellulari

I virus per la produzione di vaccini possono essere ottenuti in modo più rapido ed efficiente da cellule animali o colture di tessuti. Provengono da scimmie, criceti, cani o feti umani. Esistono anche linee cellulari che sono state geneticamente immortalate in laboratorio e possono quindi essere utilizzate a lungo termine per la coltivazione di virus vaccinali.

Per una produzione completamente automatizzata su larga scala, i ricercatori hanno sviluppato tecniche per coltivare le linee cellulari in grandi contenitori (fermentatori o bioreattori) - galleggianti in un mezzo liquido a cui vengono aggiunte continuamente tutte le sostanze di cui le cellule hanno bisogno per sopravvivere e dividersi.

I dipendenti utilizzano sonde per monitorare l'apporto di nutrienti e, se necessario, adattarlo al numero crescente di cellule. Pompe speciali filtrano continuamente i prodotti di scarto delle cellule e la soluzione nutritiva usata. Non appena viene raggiunta una certa densità cellulare, vengono aggiunti i virus necessari per un vaccino. Infettano le cellule, il che consente loro di moltiplicarsi in gran numero.

La coltivazione di virus nelle colture cellulari al posto delle uova di gallina ha un altro vantaggio oltre al tempo di produzione più breve: i vaccini corrispondenti sono garantiti privi di proteine di pollo e sono quindi adatti anche a persone allergiche alle proteine di pollo. Ad esempio, esistono vaccini antinfluenzali basati su colture cellulari.

Ingegneria genetica

Gli agenti patogeni non devono sempre essere moltiplicati per poter produrre da essi un vaccino. Una volta che gli scienziati hanno decifrato il progetto genetico dei loro antigeni, questo o parti di esso possono essere ricreati in laboratorio utilizzando metodi di ingegneria genetica. I progetti prodotti artificialmente vengono contrabbandati in batteri o cellule di lievito, ad esempio, che poi producono gli antigeni estranei. Tali "vaccini ricombinanti" sono disponibili contro l'herpes zoster (fuoco di Sant'Antonio), l'epatite B e il papillomavirus umano (HPV).

Oppure i ricercatori possono usarlo per ottenere il progetto per l'antigene desiderato, che dovrebbe attivare il sistema immunitario nel corpo umano dopo la vaccinazione. Se necessario, questi piani di costruzione vengono ulteriormente elaborati (ad esempio il DNA genetico ottenuto viene tradotto in RNA messaggero) e "confezionati". Per questo vengono utilizzate minuscole goccioline di grasso o i frammenti di DNA / RNA vengono incanalati in virus portatori innocui (vettori). Questo "imballaggio" è importante perché i progetti genetici sono molto sensibili e vengono rapidamente scomposti.

Ingresso e sicurezza

L'approvazione di un nuovo vaccino è strettamente regolamentata e controllata. Il produttore deve presentare numerosi documenti sulla sicurezza e l'efficacia del nuovo farmaco all'autorità competente (vedi sotto: Autorità vaccinali). Questi includono principalmente:

Dati sulla qualità del vaccino per quanto riguarda il processo di fabbricazione e le relative misure di controllo e garanzia della qualità
Dati sui test preclinici del vaccino sugli animali
Dati sull'efficacia e sugli effetti collaterali del vaccino riscontrati negli studi clinici sull'uomo

Esistono linee guida precise per la garanzia della qualità dei processi di produzione e dell'ambiente per i vaccini e altri prodotti farmaceutici. Questa "Buona pratica di fabbricazione" (GMP) include una documentazione di tutte le fasi di lavoro, nonché una revisione regolare dei laboratori, dei dispositivi, dei fornitori e della materia prima.

L'autorità di rilascio delle licenze esamina e valuta tutti i documenti presentati e quindi decide se il nuovo vaccino sarà approvato o meno. Puoi saperne di più sulle procedure di approvazione dei farmaci nel nostro articolo "Approvazione dei farmaci".

Monitoraggio post-approvazione

Anche dopo che è stato approvato, le autorità tengono d'occhio un vaccino. In Germania, l'Istituto Paul Ehrlich (PEI; vedi sotto) è responsabile di questo. Esamina la qualità, l'efficacia e la sicurezza di ogni lotto di vaccino. Solo se gli esperti non hanno nulla di cui lamentarsi, il lotto viene immesso sul mercato.

Inoltre, i medici sono obbligati a segnalare eventuali effetti collaterali imprevisti di una vaccinazione al PEI. È possibile che negli studi di approvazione clinica non siano stati registrati effetti collaterali molto rari o effetti a lungo termine della vaccinazione. Sulla base degli effetti collaterali segnalati, il PEI può, se necessario, richiedere ulteriori avvertenze al produttore nel foglietto illustrativo, ordinare il richiamo di un singolo lotto di vaccino o revocare completamente l'approvazione del vaccino.

Le autorità vaccinali

Un nuovo vaccino deve superare numerosi ostacoli e soddisfare rigorose norme di sicurezza prima che i medici possano somministrare queste persone. Per questo motivo più di 100 anni fa in Germania è stata creata un'autorità di controllo che si occupasse della sperimentazione e dell'approvazione dei vaccini: il Paul Ehrlich Institute (PEI) a Langen vicino a Francoforte sul Meno.

Lavora a stretto contatto con l'Agenzia europea per i medicinali (EMA) con sede ad Amsterdam. In questo paese, la Commissione permanente per le vaccinazioni (STIKO) presso il Robert Koch Institute si occupa della valutazione del rapporto rischio-beneficio di una vaccinazione e delle raccomandazioni sulla vaccinazione.

Istituto Paul Ehrlich (PEI)

L'Istituto Paul Ehrlich è assegnato al Ministero federale della sanità. Sovrintende a tutti i vaccini e i farmaci biomedici (ad es. anticorpi terapeutici, preparati di sangue e tessuti, farmaci per la terapia genica).

Rientrano nell'ambito di competenza del PEI i seguenti compiti:

Approvazione delle sperimentazioni cliniche dei vaccini
Elaborazione delle domande di approvazione per nuovi vaccini, nonché delle domande di follow-up e delle modifiche richieste alle approvazioni esistenti
Test di stato e approvazione dei lotti di vaccini
Valutazione della sicurezza dei farmaci (raccolta e valutazione degli effetti collaterali segnalati dai medici)
Ricerca nei settori dell'allergologia, batteriologia, biotecnologia, immunologia, ematologia, medicina trasfusionale, medicina veterinaria e virologia
Consulenza agli organismi nazionali, europei e internazionali sulla valutazione del rischio e sullo sviluppo di linee guida

Agenzia europea per i medicinali (EMA)

L'Agenzia europea per i medicinali (Agenzia europea per i medicinali) ha compiti simili a livello europeo all'Istituto Paul Ehrlich in Germania. Uno dei loro compiti principali è quello di approvare e monitorare i medicinali all'interno dell'UE, non solo vaccini e medicinali biomedici, ma anche altri medicinali. Inoltre, come il PEI, l'EMA raccoglie segnalazioni sugli effetti collaterali che si verificano. Inoltre, può - se necessario - revocare l'approvazione di un farmaco o richiedere miglioramenti da parte del produttore.

L'EMA lavora a stretto contatto con le autorità di regolamentazione nazionali nei paesi dell'UE, nonché con la direzione generale della Salute della Commissione europea e con agenzie affiliate come il Centro europeo per la prevenzione e il controllo delle malattie (ECDC).

Commissione permanente per le vaccinazioni (STIKO)

Quando e come devono essere somministrate le vaccinazioni dipende in gran parte dalle raccomandazioni sulla vaccinazione della Standing Vaccination Commission (STIKO) presso il Robert Koch Institute. Ad esempio, lo STIKO pubblica i calendari delle vaccinazioni per tutte le fasce d'età. Non raccomanda vaccini individuali, ma sostanzialmente valuta per quali malattie prevenibili una vaccinazione ha senso e per chi.

Le raccomandazioni STIKO inizialmente non sono giuridicamente vincolanti. Se il Comitato federale misto (G-BA) approva la valutazione, la vaccinazione raccomandata è inclusa nel catalogo delle prestazioni obbligatorie dell'assicurazione sanitaria obbligatoria.

Come il Paul Ehrlich Institute e l'European Medicines Agency, anche la Standing Vaccination Commission è coinvolta nella registrazione di effetti collaterali inattesi, anche se solo indirettamente. Lo STIKO sviluppa criteri per distinguere le reazioni vaccinali comuni (ad es. arrossamento della pelle) da eventi gravi. Inoltre, lo STIKO fornisce consigli su come affrontare i colli di bottiglia nella consegna dei vaccini, ovvero una carenza di vaccini.

Vaccini: nuovi sviluppi

I vaccini sono attualmente approvati contro circa 30 malattie. In alcuni casi, le aziende farmaceutiche stanno lavorando a vaccini ancora migliori contro alcune di queste malattie. Sono in corso nuovi vaccini contro gli pneumococchi che proteggeranno da un numero ancora maggiore di sottotipi dell'agente patogeno batterico rispetto ai vaccini pneumococcici precedentemente disponibili.

Inoltre, sono in corso ricerche su vaccini completamente nuovi, vale a dire vaccini contro malattie che non sono ancora state vaccinate, ad esempio l'AIDS. I ricercatori stanno anche lavorando a un vaccino contro i norovirus. Questi agenti patogeni sono frequenti fattori scatenanti di infezioni gastrointestinali con diarrea e vomito in tutto il mondo.

Gli scienziati stanno anche studiando intensamente nuovi processi che consentano una produzione di vaccini più rapida ed efficiente. L'attenzione qui è sui vaccini basati sui geni sopra menzionati. Nell'ambito della pandemia di corona, le autorità hanno approvato per la prima volta i vaccini di questa nuova generazione (vaccinazione contro il coronavirus).

Ultimo ma non meno importante, anche i vaccini terapeutici sono oggetto di ricerca. L'obiettivo non è prevenire una malattia, ma curarla, ad esempio il cancro cervicale causato dall'HPV. Gli scienziati vogliono anche portare sul mercato vaccini terapeutici. Contro l'HIV, ad esempio, dovrebbero "spingere" il sistema immunitario del paziente in modo che possa tenere sotto controllo i virus.

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