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Il 14 aprile 2020, GlaxoSmithKline (GSK) del Regno Unito e Sanofi Pasteur della Francia hanno annunciato di aver firmato una lettera di intenti per collaborare allo sviluppo di un vaccino sperimentale COVID-19 utilizzando la tecnologia esistente brevettata da entrambe le società. Secondo l’amministratore delegato di GSK, Emma Walmsley, “Questa collaborazione riunisce due delle più grandi aziende di vaccini del mondo. Combinando la nostra scienza e le nostre tecnologie, crediamo di poter contribuire ad accelerare lo sforzo globale per sviluppare un vaccino per proteggere il maggior numero possibile di persone dal COVID-19”.
GSK e Sanofi hanno sviluppato il vaccino COVID-19 in collaborazione e con 30 milioni di dollari in finanziamenti dalla Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) del governo degli Stati Uniti sotto l’Ufficio HHS dell’Assistant Secretary for Preparedness and Response.
Il vaccino sperimentale contro il coronavirus combina l’adiuvante AS03 del vaccino a base di squalene proprietario di GSK utilizzato nel vaccino antinfluenzale H1N1 Pandemrix dell’azienda, con la tecnologia del vaccino a DNA ricombinante basato su cellule di insetti che Sanofi Pasteur attualmente utilizza per produrre il vaccino antinfluenzale quadrivalente inattivato, FluBlok.
GSK è la più grande azienda farmaceutica al mondo per fatturato e Sanofi è la terza.
Coadiuvante AS03 a base di squalene di GSK
Gli adiuvanti vengono aggiunti ai vaccini per migliorare la risposta immunitaria pro-infiammatoria indotta dalla vaccinazione. I sali di alluminio sono stati aggiunti ai vaccini tossoidi della difterite-tetano nel 1920 e sono rimasti come ingrediente quando il vaccino contro la pertosse a cellule intere è stato aggiunto per creare il vaccino DPT combinato nel 1940, e anche quando il vaccino contro la pertosse acellulare (DTaP) vaccino è stato autorizzato per i bambini nel 1996. Gli adiuvanti a base di alluminio sono inclusi in epatite, HPV, pneumococco, meningococco e altri vaccini inattivati somministrati di routine a bambini e adulti, nonché nel vaccino contro l’antrace somministrato al personale militare statunitense.
Le prove che l’alluminio è neurotossico per l’uomo si sono costantemente accumulate nella letteratura medica.
Un adiuvante vaccinale a base di olio è stato introdotto negli Stati Uniti nel 2007, quando il vaccino HPV di GSK, Cervarix, è stato autorizzato e conteneva lipide monofosforile A (MPL) combinato con idrossido di alluminio (Cervarix non è più disponibile negli Stati Uniti). Nel 2012, la FDA ha autorizzato un vaccino antinfluenzale H5N1 contenente l’adiuvante AS03 a base di olio di GSK e il vaccino è stato aggiunto alle scorte nazionali per uso di emergenza in caso di epidemia di influenza aviaria H5N1. Nel 2015, la FDA ha autorizzato un vaccino antinfluenzale (Fluad) prodotto da Sequiris per gli anziani di età superiore ai 65 anni che contiene un’emulsione olio-in-acqua di olio di squalene (MF59) come coadiuvante.
AS03 è il sistema adiuvante proprietario GSK, contenente a-tocoferolo e squalene in un’emulsione olio-in-acqua. AS03 aumenta la risposta immunitaria pro-infiammatoria nel corpo per cercare di generare immunità cellulare e più anticorpi del ceppo vaccinale. L’aggiunta di AS03 a un vaccino rende anche più facile per un’azienda produrre un vaccino in grandi quantità.
Se la FDA concedesse in licenza un vaccino COVID-19 contenente ASO3, sarebbe la prima volta che un vaccino raccomandato per tutti i bambini e gli adulti negli Stati Uniti contiene un adiuvante a base di petrolio.
Il vaccino antinfluenzale H1N1 2009/2010 di GSK, Pandemrix, conteneva l’adiuvante AS03 dell’azienda. Pandemrix non è mai stato concesso in licenza negli Stati Uniti ma, dopo che è stato utilizzato nel 2009-2010 in Europa, ci sono state segnalazioni che un certo numero di bambini in Norvegia, Finlandia, Regno Unito e altri paesi hanno sviluppato la narcolessia, una malattia autoimmune.
Nel 2013, studi condotti in Europa avevano confermato un’associazione tra il vaccino Pandemrix adiuvato AS03 e la narcolessia. In risposta, gli scienziati GSK hanno pubblicato uno studio nel 2019 difendendo la sicurezza di AS03.
Ci sono continui rapporti nella letteratura medica che i bambini e gli adulti con determinati genotipi siano più suscettibili allo sviluppo di disturbi autoimmuni dopo aver ricevuto vaccini adiuvati, sollevando domande sull’aumento dei rischi per gli individui incapaci di risolvere forti risposte pro-infiammatorie stimolate da adiuvanti a base di olio come AS03.
GSK è consapevole delle lacune di conoscenza sull’adiuvante AS03
Nel 2018, gli scienziati che lavorano per GSK hanno commentato in un articolo per Seminars in Immunology ,che ci sono significative lacune di conoscenza sui meccanismi molecolari su come gli adiuvanti del vaccino influenzino la funzione immunitaria:
Le emulsioni di olio in acqua sono coadiuvanti più forti rispetto ai sali di alluminio e hanno diversi meccanismi d’azione. Tuttavia, hanno due cose in comune: (1) la loro modalità d’azione non è tramite il binding TLR; (ii) il loro sviluppo, come per l’allume, è stato empirico e basato su una tecnologia piuttosto vecchia utilizzata per formulare composti, senza una solida comprensione dei meccanismi alla base delle loro proprietà immunostimolatorie. Pertanto, per i sali di alluminio, gli esatti meccanismi molecolari coinvolti nell’adiuvicità delle emulsioni rimangono sconosciuti.
Gli scienziati di GSK hanno riconosciuto che i vaccini adiuvati con olio aumentano la risposta infiammatoria per aumentare l’immunogenicità, aumentando anche la reattogenicità, e i meccanismi biologici per le reazioni avverse e i fattori di rischio genetici coinvolti non sono compresi:
Comune a tutti i vaccini adiuvati, un aumento dei sintomi locali e sistemici di breve durata (spesso indicati come reattogenicità) si osserva dopo la vaccinazione quando vengono utilizzate emulsioni. I meccanismi della reattogenicità non sono stati studiati in dettaglio e non sorprende che non esistano biomarcatori stabiliti di reattogenicità dei vaccini in generale, compresi i vaccini adiuvati. Uno studio su adulti nel Regno Unito vaccinati con vaccini pandemici A/H1N1 adiuvati as03 ha riportato una maggiore espressione di un piccolo set di geni in quegli individui che avevano riportato eventi avversi di media/alta intensità, anche se non è chiaro se questi geni siano direttamente correlati ai sintomi clinici… Occorre quindi determinare se queste firme sono specifiche per un particolare adiuvante, per una famiglia di coadiuvanti, o potrebbero rappresentare una firma comune di una propensione alla reattogenicità che diventa più evidente in individui con fenotipi specifici pre-vaccinazione o con firme genetiche definite, ancora non specificate.
Il vaccino COVID-19 utilizza le cellule di insetti e la piattaforma del vettore di espressione del baculovirus
Sanofi Pasteur contribuirà con il suo antigene S-protein COVID-19, che si basa sulla tecnologia del DNA ricombinante, per il vaccino sperimentale contro il coronovirus. Secondo il comunicato stampa congiunto rilasciato da GSK e Sanofi il 14 aprile, “Questa tecnologia ha prodotto un’esatta corrispondenza genetica con le proteine trovate sulla superficie del virus e la sequenza di DNA che codifica questo antigene è stata combinata nel DNA della piattaforma di espressione del baculovirus, la base del prodotto influenzale ricombinante autorizzato di Sanofi negli Stati Uniti”.
Il vaccino antinfluenzale ricombinante FluBlok di Sanofi è stato originariamente sviluppato da Protein Sciences, una società di biotecnologie del Connecticut che Sanofi ha acquistato nel 2017. Nel 2013, la FDA ha concesso in licenza il vaccino influenzale trivalente FluBlok e, nel 2017, il flublok quadrivalente è stato autorizzato.
Nel 2012, un anno prima che la FDA concedesse a Protein Sciences una licenza per commercializzare FluBlok negli Stati Uniti, uno scienziato che lavorava per Protein Sciences ha spiegato i vantaggi “plug and play” dell’utilizzo del Baculovirus Expression Vector System (BEVS) per la produzione di vaccini:
Il potenziale della piattaforma BEVS è enorme in quanto la sua natura transitoria la rende un attraente sistema di produzione di proteine “plug and play”: una singola linea cellulare ben caratterizzata viene utilizzata per la produzione di tutte le proteine, eliminando così il lungo processo di preparazione, qualificazione e ottenimento dell’approvazione normativa di una nuova linea cellulare per ogni nuova proteina. Sviluppando un processo universale di purificazione delle proteine, si può iniziare a immaginare che un singolo impianto di produzione multi-prodotto potrebbe essere istituito per produrre una moltitudine di vaccini per combattere una vasta gamma di malattie.
FluBlok di Sanofi contiene geni emoagglutininici (HA) da virus influenzali prodotti in cellule ovariche di falena (Spodopter frugperda) utilizzando un sistema di espressione del baculovirus. I bioingegneri canadesi hanno descritto il processo di 45 giorni necessario per produrre il vaccino FluBlok:
La produzione di FluBlok comporta un processo iniziale di clonazione del gene HA nel vettore di espressione del baculovirus. Il baculovirus ricombinante generato viene quindi utilizzato per infettare le cellule di insetti in bioreattori su larga scala. Le cellule infette vengono raccolte utilizzando la centrifugazione e l’antigene viene estratto dalle cellule utilizzando Triton X-100 e quindi chiarito utilizzando la filtrazione di profondità.
Secondo il National Institutes of Health, la tecnologia del DNA ricombinante che Sanofi utilizza per produrre il vaccino antinfluenzale FluBlok ( utilizzata per produrre il vaccino GSk / Sanofi COVID-19) probabilmente alla fine sostituirà i metodi tradizionali di produzione del vaccino:27
Il National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) e i suoi partner industriali hanno fatto progressi nel passaggio dai metodi di produzione di vaccini antinfluenzali a base di uova e cellulari alla produzione di DNA ricombinante per i vaccini antinfluenzali. Questo metodo non richiede un virus vaccinale coltivato sulle uova e non utilizza uova di gallina nel processo di produzione. Invece, i produttori isolano una certa proteina da un virus del vaccino antinfluenzale raccomandato naturalmente (“wild type”). Queste proteine vengono poi combinate con porzioni di un altro virus che cresce bene nelle cellule degli insetti. Il virus vaccinale “ricombinante” risultante viene quindi miscelato con cellule di insetti e lasciato replicare. La proteina di superficie chiamata emoagglutinina viene quindi raccolta da queste cellule e purificata.
Il vaccino HPV di GSK, Cervarix utilizza BEVS per la produzione. Nel 2015, i virologi nei Paesi Bassi hanno osservato che la scadenza del brevetto originale su BEVS sta facilitando “l’applicazione commerciale di questo sistema di espressione da parte di molte più aziende”.
Cellule di mammifero in grado di internalizzare il baculovirus
Un baculovirus è un virus a DNA a doppio filamento avvolto che può infettare molti diversi tipi di insetti. Il baculovirus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) è quello più utilizzato dai virologi e dalle aziende biotecnologiche per produrre proteine ricombinanti.
News-Medical descrive come “le cellule di mammifero siano in grado di interiorizzare il baculovirus” e come il Baculovirus Expression Vector System (BEVS) può essere utilizzato per esprimere e fornire geni:
Il BEVS a base di cellule di insetti è stato ampiamente utilizzato per produrre molti tipi diversi di proteine ricombinanti per scopi di ricerca, medici, agricoli e veterinari. Le cellule di insetti ricombinanti infettate da AcMNPV producono un’enorme quantità di proteine ricombinanti. Il baculovirus polyhedrin o p10 è normalmente altamente espresso durante le ultime fasi dell’infezione e non è essenziale per la patogenesi e la replicazione all’interno di una cellula di insetto ospite. Il baculovirus polyhedrin o p10 può essere sostituito con un gene di interesse, che consente ai promotori di esprimere il gene in abbondanza consentendo di creare una concentrazione molto elevata del gene di interesse. AcMNPV è un virus che può infettare solo gli insetti. Studi precedenti hanno scoperto che le cellule di mammifero erano in grado di interiorizzare il baculovirus. Altri studi hanno successivamente scoperto che l’AcMNPV ricombinante può infettare le cellule di mammifero. Il baculovirus ricombinante può essere combinato con diverse proteine per colpire diversi tipi di cellule.
Quando Protein Sciences si è rivolta per la prima volta alla FDA con prove per la licenza di monitoraggio rapido di FluBlok, il National Vaccine Information Center (NVIC) ha fornito un commento pubblico in una riunione del novembre 2009 del Comitato consultivo per i vaccini e i prodotti biologici correlati della FDA (VRBPAC) mettendo in discussione se l’alto contenuto proteico e l’uso di cellule di insetti e virus di insetti per la produzione di vaccini potessero comprometterne la sicurezza:
FluBlok contiene tre volte più proteine di altri vaccini antinfluenzali. C’è sempre il potenziale per un aumento delle risposte autoimmuni cross-reattive in individui geneticamente predisposti all’autoimmunità e alla disfunzione neurologica immuno-mediata. Stiamo pensando al caso di paralisi di Bell in questi studi che possono o non possono essere stati innescati o esacerbati dalla vaccinazione FluBlok. Il numero relativamente piccolo di individui in questi studi clinici potrebbe non rivelare le complicanze più rare ma molto gravi che coinvolgono la demielinizzazione del cervello e le malattie autoimmuni che sono state riportate dopo aver ricevuto vaccini proteici ricombinanti come i vaccini contro l’epatite B e l’HPV, tra cui GBS, vasculite del SNC, artrite reumatoide, lupus e sclerosi multipla.
Nell’attuale sforzo di accelerare l’uso di una nuova tecnologia che clona i geni dell’emoagglutinina da tre virus influenzali – che possono essere di origine umana e animale – e li unisce in baculovirus, che vengono poi utilizzati per infettare le cellule del bruco per produrre l’emoagglutinina contenuta nel nuovo vaccino antinfluenzale a base di proteine ricombinanti, c’è sempre la possibilità che agenti avventizi che contaminano le cellule di insetti possano finire nei vaccini.
Un documento dell’Organizzazione Mondiale della Sanità del 2005 sulla regolamentazione dei vaccini umani candidati afferma che “La maggior parte delle cellule di insetti può contenere virus e l’infezione può essere difficile da rilevare e difficile da eliminare … dovrebbero essere prese misure per eliminarli”. La contaminazione involontaria dei vaccini antipolio con SV40 serve come un avvertimento e il pubblico dovrà chiaramente essere rassicurato che è in atto un sufficiente screening della contaminazione da agenti avventizi con questo vaccino che utilizza un virus di insetti e cellule di insetti per la produzione, garantendo che nessun futuro effetto avverso insolito sarà visto come più persone ricevono il vaccino.
Nel 2015, un funzionario di Protein Science ha dichiarato in Biotechnology Journal che la piattaforma BEVS basata sugli insetti per produrre vaccini deve essere attentamente monitorata per la contaminazione da agenti avventizi:
Agenti avventizi sono stati rilevati in alcune linee cellulari di insetti. Ad esempio, la linea cellulare Trichoplusia ni High Five, BTI-TN-5B1-4, utilizzata per produrre Cervarix®, è risultata latente infettata da un Alphanodavirus indotto da infezione da baculovirus ricombinante. Inoltre, altre linee cellulari di insetti, come quelle generate da Drosophila melanogaster, hanno dimostrato di ospitare retroelementi innati derivati da retrovirus che potrebbero potenzialmente essere infettivi. Più recentemente, un possibile virus specifico per insetti Sf-rhabdovirus è stato identificato nelle cellule di Spodoptera frugiperda. Sebbene gli studi abbiano dimostrato che questo virus non può entrare o replicarsi nelle linee cellulari umane e, pertanto, è improbabile che sia un rischio, è molto probabile che nuove linee cellulari debbano essere caratterizzate e monitorate per la presenza di questo virus come lo sono per nodavirus, retrovirus e altri. In generale, poiché gli agenti avventizi sono una potenziale minaccia, i substrati cellulari di tutte le origini (inclusi insetti e altri) devono essere accuratamente testati per la presenza e l’infettività di tali agenti prima che siano autorizzati dalle agenzie di regolamentazione per l’uso manifatturiero.
Prima di questa collaborazione tra GSK e Sanofi Pasteur, Sanofi era già in una partnership per il vaccino COVID-19 con Translate Bio, una società di terapie a RNA messaggero (mRNA) in fase clinica nel Massachusetts .
GSK è coinvolta nella fornitura del suo coadiuvante squalene ASO3 per altre aziende e università che sviluppano vaccini COVID-19: l’Università australiana di Queenland; Dynavax Technologies Corp della California; Innovax, una filiale del gruppo cinese YangShengTang; La Cinese Xiamen University e la cinese Clover Biopharmaceuticals Inc.
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