Cum funcționează vaccinurile anti-covid și cât de sigure sunt?

În momentul de față, există mai multe vaccinuri anti-covid care sunt administrate în masă pentru stoparea pandemiei. Altele sunt fazele finale ale testelor clinice sau sunt în curs de autorizare de diverse state ale lumii.

Tehnologiile folosite de diverșii producători în competiția globală pentru producerea unui virus anti-covid sunt foarte variate, fiecare prezentând avantaje și dezavantaje. Au fost introduse metode noi de producere de vaccinuri sau a fost adaptate unele mai vechi care deja și-au arătat eficiența de-a lungul vremii.

Ceea ce este important de știut e că unele dintre aceste vaccinuri se bazează pe instruirea celulelor noastre să producă elementul distinctiv al inamicului (așa-numita proteină Spike, în traducere „proteina vârf” sau „proteina spin”, respectiv acei „spini” ai „coroanei” pe care îi vedem în ilustrarea coronavirusului). Unele metode folosesc în acest scop un segment de ARN mesager, altele direct codul ADN al acestei proteine, care odată introduse în celula umană, determină crearea „spinilor” (Spike proteins), ce vor provoca, la rândul lor, răspunsul imun al organismului și producerea de anticorpi. Astfel încărcat cu arsenalul necesar, în cazul unui contact cu virusul SARS-Cov-2, organismul are capacitatea de a recunoaște și de a anihila inamicul înainte ca acesta să se poată replica în celulele umane.

Alte vaccinuri, mai puțin intruzive în genetica celulelor umane, livrează direct proteina Spike, adică „spinii coronavirusului”, având în final aceeași reacție imună împotriva coronavirusului.

Unele dintre vaccinuri se pot produce mai repede și pe scară largă, dar au dezavantajul unei „fragilități” a vaccinului la temperaturile obișnuite, iar metodele folosite sunt revoluționare, dar încă insuficient evaluate sub aspectul efectelor adverse care pot fi provocate.

Altele sunt mai stabile și au la bază metode de producere ce și-au dovedit eficiența și mai ales siguranța în cazul altor vaccinuri ce au fost administrate în masă la nivel planetar.

Scopul analizei de față este de a pune la dispoziție  cititorului informația necesară pentru a lua o decizie în cunoștință de cauză în ce măsură este oportun să vă vaccinați și cu care dintre vaccinurile disponibile în prezent, în România, în Europa sau în alte părți ale lumii.

Aici sunt analizate nouă din vaccinurile produse în prezent la nivel mondial: Pfizer-BionTech, Moderna, CureVac, Astrazeneca, Johnson&Johnson, Sputnik V, Novamax, Sanofi-GSK, Sinovac.

 

Pfizer-BioNTech, Moderna și CureVac – metoda ARN mesager

Tehnologia ARN mesager a fost descoperită cu mult timp în urmă de cercetătoarea de origine maghiară Katalin Karikó. Încă din anii 1990, aceasta avansat teoria că prin introducerea unui lanț ARN mesager sintetic, adică modificat în funcție de obiectivele propuse, s-ar putea comanda celulei umane să producă proteinele necesare pentru tratarea diverselor afecțiuni. Studiile sale nu au avut însă ecoul scontat, fiind obligată la în final să abandoneze cercetările din cauza lipsei finanțării. În ciuda dezinteresului inițial la nivelul comunității științifice, studiile lui Katalin Karikó au fost remarcate de doi cercetători care le-au reluat ulterior, din motive relativ diferite.

Unul dintre cei doi a fost Derrick Rossi, cercetător de origine canadiană, profesor la Harvard Medical School și ulterior fondator al companiei Moderna – al cărei nume a rezultat din expresia „modified RNA” (ARN modificat). Acesta spera să folosească tehnologia ARN mesager pentru a reprograma celulele persoanei adulte să acționeze asemenea celulelor stem prezente la nivel embrionar și care pot produce țesuturile tuturor organelor umane.

De cealaltă parte a Oceanului Atlantic, în Germania, cercetătorul de origine turcă, Ugur Sahin a folosit tehnologia ARN mesager în încercarea de a crea un vaccin împotriva cancerului. Sahin a fondat apoi împreună cu soția sa compania BioNTech, care s-a asociat ulterior cu Pfizer pentru producerea vaccinului anti-covid.

Tehnologia ARN mesager folosită de cele două companii prevede modificarea unui segment ARN, astfel încât, după inserarea în celula umană să dea comanda producerea așa-numitei proteine Spike. ARN mesagerul din vaccin nu interacționează cu ADN-ul persoanei și nici nu rămâne prezent în aceste celule după ce este determinată reacția imună. Însă vaccinul acționează la nivelul celulei căreia îi dă comanda genetică de a produce proteina după care poate fi identificat virusul SARS-CoV-2 și care poate determina producerea de anticorpi împotriva acestuia. Altfel spus, organismul este instruit să producă elementele distinctive ale unui inamic care să alerteze sistemul nostru imunitar și să-l determine să producă anticorpii specifici.

Având acești anticorpi în organism, în cazul în care este contactat virusul SARS-Cov-2, sistemul imunitar este deja pregătit să respingă „intrusul”, fără a da posibilitatea acestuia de a se replica și de a afecta persoana vaccinată.

Una dintre problemele întâmpinate Moderna în cursul testelor pe animale, realizate anterior pandemiei, era stabilirea dozei corecte: dacă doza era prea mare, producția de anticorpi era mult prea puternică (reacție auto-imună) și putea afecta organismul, iar dacă doza era prea mică, nu genera beneficiile dorite.

O altă problemă a acestui vaccin este fragilitatea moleculelor de ARN care se descompun dacă sunt expuse la temperatura normală. Aici apar diferențele între cele trei companii care produc vaccinul anti-covid pe baza ARN-mesager.

• Vaccinul Pfizer BioNTech necesită păstrarea la o temperatuă de -70 de grade Celsius.
• Vaccinul Moderna poate fi păstrat timp de 6 luni la o temperatură de -20 de grade.
• Vaccinul companiei germane CureVac poate fi însă menținut la o temperatură de cel mult +5 grade Celsius, pentru cel puțin 3 luni de zile. Acest lucru e posibil pentru că, spre deosebire de celelalte două companii, CureVac folosește ARN mesager natural, nemodificat, ceea ce îi conferă o rezistență mai mare la temperatură.

În ceea ce privește eficacitatea acestor aceasta nu diferă semnificativ.

• Vaccinul Pfizer-BioNTech previne COVID-19 la 95% din persoanele vaccinate.
• Vaccinul Moderna are o eficacitate de 94,1%
• Vaccinul CureVac este încă faza de testare, dar probabil că va avea o rată de eficacitate similară

Toate cele trei vaccinuri trebuie efectuate în două doze, însă cantitatea de ARN mesager diferă semnificativ de la unul la altul:

• Vaccinul Moderna: 2 doze a câte 100 mg de RNA mesager, la o distanță de 3-4 săptămâni.
• Vaccinul Pfizer-BioNTech: 2 doze a câte 40 mg de RNA mesager, la 4 săptămâni distanță.
• Vaccinul CureVac: 2 doze a câte 12 mg de RNA mesager, la 4 săptpmâni distanță.

 

Metoda ARN Mesager nu a mai fost folosită anterior pentru tratamentul medical uman. Până la apariția pandemiei COVID-19, metoda a fost dezvoltată doar în fază experimentală pe animale.

 

Astrazeneca, Johnson & Johnson și Sputnik V – metoda ADN – adenovirus

Cele trei companii care folosesc tehnologia adenovirusului conduc la același rezultat obținut și prin tehnologia ARN mesager: determină celulele vaccinate să producă proteina Spike, care apoi determină răspunsul imun.

În acest caz, „comanda” este dată celulei prin intermediul unui segment DNA  al proteinei Spike, care este inserat într-un adenovirus, respectiv un virus care poate pătrunde în celulă, dar nu se poate replica, fiind deci inofensiv pentru organism. Odată intrat în celulă virusul ajunge în nucleu unde eliberează segmentul de DNA al proteinei Spike a cărei genă este copiată în ARN mesager. Odată ieșit din nucleul, ARN mesager care conține gena proteine Spike, îndeplinește funcția pe care am văzut-o și la vaccinurile de tip ARN mesager, respectiv instruiesc celula să producă proteina specifică virusului inamic, ceea ce determină un răspuns imun prin producerea de anticorpi.

Spre deosebire de tehnologia ARN mesager, vaccinurile din această categorie sunt mai rezistente datorită lanțului de ADN care e mai puțin fragil decât ARN, dar și pentru că adenovirusul în care este inserat oferă o bună protecție materialului genetic din interior. Astfel, ele pot fi păstrate la o temperatură între 2 și 8 grade Celsius. Diferă însă durata. În timp ce vaccinul Johnson&Johnson poate fi păstrat la această temperatură cel mult 3 luni, cel de la Astrazeneca are durată mai lungă de până la 6 luni.

În ce privește eficacitatea acestor vaccinuri, diferențele sunt mai mari pentru că sunt folosite metode diferite și adeno-viruși diferiți.

• Astfel vaccinul Astrazeneca are o eficacitate de 76%, folosind un adenovirus de la cimpanzeu. Vaccinul necesită efectuare a două sau chiar trei doze.
• Vaccinul Johnson & Johnson are previne infectarea la 72% dintre cei vaccinați, având la bază Adenovirusul 26 (un virus care producea o răceală obișnuită, dar care a fost dezactivat, astfel încât nu se mai poate replica în celula umană). Trebuie însă menționat că în Africa de Sud, unde coronavirusul a suferit o mutație specifică, acest vaccin are o eficacitate de doar 64%. Vaccinul are însă avantajul administrării unei singure doze. Producătorul încă evaluează dacă o a doua doză ar oferi o eficacitate sporită împotriva covid.
• Vaccinul Sputnik V are o eficacitate apropiată de cea a vaccinurilor ARN mesager, respectiv 91,6%. Asta pentru că folosește adenoviruși diferiți în cele două doze care trebuie efectuate. În prima doză, este folosit Ad 26 – același ca la vaccinul Johnson&Johnson. Pentru a preveni însă fenomenul ca adenovirusii din ceea de-a doua doză să fie anihilați de anticorpii produși deja la prima doză, rușii au folosi un alt adenovirus, de tip uman – AD5, pentru a doua injectare, ceea ce oferă o durată mai are de imunizare și o eficacitate superioară. Cu toate acestea Rusia nu a pus la dispoziție comunității științifice studiile clinice pe baza cărora a stabilit acești parametri ai vaccinului Sputnik V.

Tehnologia ADN prin adenovirus este cercetată de mai multe decenii, dar primul vaccin realizat pe baza acestei medot de a fost aprobat abia anul trecut în iunie, pentru combaterea EBOLA (dezvoltat tot de Johnson&Johnson). Mai sunt însă în diverse faze de testare clinică mai multe vaccinuri de acest tip pentru combaterea HIV și a virusului Zika.

Novamax și Sanofi-GSK – metoda ADN recombinat prin baculovirus

Această metodă presupune copierea secvenței ADN a proteinei Spike care este apoi „recombinată” într-o altă componentă ADN, numită plasmidă. Noul compus ADN care este apoi inserată într-un baculovirus ce va permite „infectarea” unor alte celule utilizate în laborator. În cazul vaccinului Novamax, baculovirusul transportă ADN-ul recombinat în celule de molie, cărora li se va da comanda să producă proteinele Spike, specifice virusului SARS-CoV-2.

Proteinele Spike colectate în acest fel sunt colectate și purificate, apoi sunt combinate într-o nanoparticulă care imită structura moleculară a SARS-CoV-2, fără însă a fi un virus. Aceste nanoparticule care combină mai multe proteine spike vor constitui serul vaccinului.

Odată injectat vaccinul, nanoparticulele provoacă răspunsul imun care va produce anticorpii necesari pentru prevenirea infecției cu noul coronavirus.

Această metodă nu presupune o interacțiune cu mecanismele genetice ale celulei umane. Proteina Spin este produsă în laborator și e livrată ca atare – nu e produsă de organismul uman vaccinat.

Novamax are o eficacitate ridicată de 96% pentru forma originală a virusului SARS-CoV-2. Pentru tulpina britanică, eficacitatea este mai mică, de 86%, în timp ce pentru tulpina sud-africană, eficacitate e de doar 49%.

Vaccinul Sanofi-GSK este încă în curs de testare clinică, eficacitatea sa urmând să fie stabilită la finalul acestor studii.

Metoda folosită de acești producători este utilizată de multă vreme pentru producerea vaccinurilor antigripale și pentru vaccinul HPV.

Sinovac – tehnologia virusului inactivat

Tehnologia folosită pentru producerea acestui vaccin este utilizată de mai bine de o jumătate de secol, stând la baza mai multor vaccinuri precum cele împotriva poliomielitei, rabiei sau hepatitei A.

În cazul de față, cercetătorii chinezi au recoltat eșantioane de coronavirus de la mai mulți pacienți umani, care au fost apoi cultivate în cantități mari în celule de ficat de maimuță. Virușii astfel obținuți au fost inactivați compus chimic ce a determinat descompunerea lor, fără însă a afecta proteinele componente, printre care se numără și celebra proteină Spike. Apoi, virusul inactivat a fost combinat cu un adjuvant, pe bază de aluminiu, care stimulează sistemul imunitar să reacționeze la vaccin, producând astfel anticorpii necesari prevenirii infecției COVID-19.

Eficacitatea acestui vaccin a fost măsurată în două teste realizate în state diferite. În Brazilia, eficacitatea a fost de doar 50,65%, însă în analiză au fost incluse atât cazurile simptomatice, cât și cele asimptomatice.  În Turcia, eficacitatea a fost de 92,25% în rândul persoanelor infectate cu SARS-CoV-2 care au prezentat simptome specifice.