I vaccini oggigiorno sono uno strumento fondamentale nella lotta contro le malattie infettive, ma la storia dei vaccini e il loro sviluppo sono il frutto di secoli di studi e conoscenze. In particolar modo negli ultimi anni la ricerca in campo biotecnologico e le tecniche di produzione dei vaccini hanno raggiunto traguardi straordinari, come dimostrato dalla rapida creazione di vaccini altamente efficaci contro il COVID-19, che hanno permesso di ridurre notevolmente la mortalità della malattia.
La storia dei vaccini
La pratica di immunizzare le persone contro malattie contagiose ha origini antiche e risale almeno al XVI secolo. Tuttavia, il primo vero vaccino venne sviluppato alla fine del XVIII secolo da Edward Jenner, la cui scoperta chiave avvenne nel 1796, segnando l’inizio della storia dei vaccini. Jenner si rese conto che le persone che avevano contratto la varicella delle vacche, detta anche cowpox, una malattia lieve e simile al vaiolo, sembravano essere protette dalla contrazione del vaiolo stesso. Egli ipotizzò quindi che se avesse inoculato il cowpox in una persona sana, essa sarebbe stata protetta dalla successiva infezione da vaiolo e per testare la sua teoria Jenner eseguì un celebre esperimento sul giovane James Phipps.
Il medico prelevò del liquido da una lesione di cowpox da una contadina di nome Sarah Nelmes, la quale era stata infettata dal tocco di una mucca malata. Questo liquido fu poi inoculato sulla pelle di James, che dopo una breve malattia causata dal cowpox, si riprese completamente. Successivamente, Jenner inoculò il vaiolo a James per vedere se l’immunità al cowpox avrebbe protetto il ragazzo dal vaiolo. Come aveva ipotizzato Jenner, James non contrasse il vaiolo, dimostrando che il vaccino funzionava. Il termine “vaccino” deriva dal latino vacca, che significa mucca, in riferimento proprio al virus del cowpox utilizzato nella prima vaccinazione nella storia dei vaccini. Da quel momento, la ricerca e lo sviluppo dei vaccini hanno fatto enormi progressi: nel corso del XIX e del XX secolo sono stati sviluppati vaccini per molte malattie gravi, come il tetano, la difterite, la pertosse, l’influenza e la poliomielite, vaccini la cui diffusione ha contribuito a ridurre significativamente la morbilità e la mortalità causate da queste malattie.
Le fasi di sviluppo di un vaccino
Lo sviluppo di vaccini presuppone la conoscenza del microrganismo responsabile della malattia che si intende prevenire e delle sue modalità di interazione con l’organismo umano. All’inizio della storia dei vaccini, che, come visto, si attesta agli inizi del 1800, agli studiosi non erano chiari molti concetti riguardo alle fasi di produzione e sperimentazione dei vaccini stessi, che si andarono invece delineando con il tempo e l’esperienza. Al giorno d’oggi, quando si progetta un vaccino inizialmente si effettuano studi sperimentali in vitro, in base ai quali è possibile stabilire quale sia la composizione qualitativa e quantitativa ideale per i vaccini. Successivamente il preparato viene sottoposto alla sperimentazione pre-clinica che include studi in vitro e su modelli animali, atti a definire il meccanismo d’azione, cioè la capacità di indurre la risposta immunitaria, la tossicità e le prime evidenze di efficacia e sicurezza su un organismo vivente complesso.
Dopo questo stadio i vaccini entrano nel percorso di sperimentazione clinica che può realizzarsi in quattro fasi: le prime tre precedono l’autorizzazione all’immissione in commercio e la quarta viene condotta quando i vaccini sono già disponibili sul mercato. Durante le prime tre fasi, viene progressivamente aumentata la popolazione trattata con il vaccino, così da definire il numero di dosi per l’immunizzazione primaria ed eventuale richiamo, la sicurezza o reattogenicità, ovvero il tipo e la frequenza con cui si manifestano eventuali reazioni avverse, aspetto che viene delineato con precisione soprattutto negli studi clinici di fase terza, condotti su popolazioni molto ampie di soggetti a cui sarà destinato il vaccino. Gli studi di fase III sono di solito controllati e randomizzati, il che significa che i partecipanti vengono assegnati a caso al gruppo che riceve il vaccino in studio o al gruppo di controllo che riceve un placebo o un altro vaccino già approvato.
L’assegnazione casuale dei partecipanti ai gruppi di studio aiuta a eliminare la distorsione nella selezione dei partecipanti. Se i partecipanti fossero assegnati in modo non casuale, potrebbe verificarsi una selezione involontaria di individui con caratteristiche specifiche che potrebbero influenzare i risultati dell’efficacia o della sicurezza dei vaccini. Inoltre, in alcuni casi, gli eventi avversi o le malattie target del vaccino possono essere molto rari nella popolazione generale. Quindi un ampio studio randomizzato, impensabile da effettuare per la mancanza di mezzi all’inizio della storia dei vaccini, oggi consente di raccogliere abbastanza dati per valutare la frequenza di tali eventi avversi e stabilire se sono correlati al vaccino o semplicemente casuali.
La vaccino vigilanza
Solo dopo aver superato con successo gli studi di fase III e aver dimostrato sicurezza ed efficacia, i vaccini possono essere considerati per l’approvazione da parte delle autorità regolatorie del paese o delle organizzazioni internazionali competenti, come la Food and Drug Administration negli Stati Uniti, l’Agenzia Europea dei Medicinali o l’Organizzazione Mondiale della Sanità. Una volta approvato, il vaccino può essere utilizzato per la vaccinazione su larga scala per prevenire la diffusione della malattia per cui è stato sviluppato. Tuttavia, anche dopo la messa in commercio del vaccino gli studi su di esso continuano, e con essi lo sviluppo della storia dei vaccini.
Gli studi di quarta fase, noti anche come studi post-marketing o studi di farmacovigilanza, si svolgono infatti dopo l’approvazione di un vaccino e riguardano la sua somministrazione su larga scala alla popolazione generale. Questa fase è cruciale per continuare a monitorare l’efficacia e la sicurezza del vaccino raccogliendo dati su un numero ancora più ampio di persone rispetto agli studi di fase III. Lo scopo principale di questa fase è monitorare attentamente il vaccino dopo l’approvazione per rilevare eventuali effetti collaterali o eventi avversi rari che potrebbero non essere stati evidenziati negli studi di fase III, che coinvolgono un numero limitato di partecipanti. A tal proposito questi studi spesso includono sistemi di sorveglianza attiva, in cui i dati vengono raccolti attivamente dai fornitori di assistenza sanitaria, dagli ospedali e da altre fonti per identificare segnalazioni di eventi avversi in modo tempestivo.
In base ai dati raccolti è possibile apportare adattamenti e miglioramenti al programma di vaccinazione, se necessario, o sviluppare nuove formulazioni del vaccino per affrontare eventuali problemi emersi. Gli studi di quarta fase rappresentano quindi un’importante fase di continuo monitoraggio e valutazione dei vaccini una volta approvati. L’obiettivo è garantire che il vaccino sia sicuro ed efficace nella popolazione generale e che continui a fornire un contributo significativo alla prevenzione di malattie infettive. La farmacovigilanza è un aspetto fondamentale della sorveglianza della salute pubblica e consente di intervenire tempestivamente in caso di nuove informazioni riguardanti la sicurezza dei vaccini. Le tecniche di produzione dei vaccini sono in continuo progresso e non c’è dubbio che nei prossimi anni si segneranno importanti svolte nella storia dei vaccini grazie alle nuove tecnologie emergenti.
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