In chimica l’acido ribonucleico, (RNA) è una macromolecola polimerica implicata in vari ruoli biologici di codifica, decodifica, regolazione e l’espressione dei geni. L’RNA è un acido nucleico, così come il DNA, costituito da nucleotidi. Nel caso dell’RNA le unità monomeriche sono i ribonucleotidi costituiti dallo zucchero ribosio, da un gruppo fosfato e da una base azotata (adenina (A), guanina (G), citosina (C), e uracile (U)).

Nelle cellule esistono numerosi tipi di RNA che svolgono differenti funzioni, tutte comunque correlate in qualche modo all’utilizzo dell’informazione genetica contenuta nel DNA. L’informazione contenuta nei nostri geni viene infatti trascritta dal DNA mediante la produzione di un RNA messaggero (mRNA), che dopo alcuni processi di maturazione viene spostato dal nucleo al citoplasma. Qui l’mRNA si lega ai ribosomi segnando l’inizio del processo di traduzione in cui l’informazione genetica contenuta nell’ RNA messaggero viene convertita in proteine. Dopo un certo periodo di tempo il messaggio degrada dimostrando la natura transitoria di questa molecola a differenza di quanto avviene per il DNA.

Tali caratteristiche rendono l’RNA una molecola particolarmente interessante nello sviluppo di una nuova classe di vaccini poiché abbina la flessibilità di produzione alla sicurezza di assenza di interazione tra mRNA e genoma.

I vaccini ad RNA oggi

La tecnologia sviluppata per i vaccini ad RNA sta alla base di quelli attualmente utilizzati contro il COVID-19 (Pfizer-BioNTech e Moderna). Questi vaccini sono costituti da mRNA messaggeri che portano dentro le cellule l’informazione necessaria per la produzione di una proteina virale, proteina spike di SARS-CoV-2, usata dal virus come ancora per legarsi alla cellula ospite. Una volta prodotta, la proteina migra verso la superficie esterna delle cellule permettendo al sistema immunitario di sviluppare anticorpi specifici contro di essa. L’RNA viene veicolato mediante impiego di strutture che ne aumentano la stabilità e ne favoriscano l’ingresso, si tratta spesso di liposomi, cioè molecole lipidiche che prevengono la degradazione dell’mRNA e ne favoriscono la penetrazione all’interno delle cellule umane.

I vaccini ad RNA presentano almeno tre fortissimi vantaggi rispetto ad altre tipologie di vaccini:

• Sicurezza: l’RNA non interagisce con il DNA quindi non può causare modifiche stabili al genoma della cellula in cui entra e non può indurre un’infezione;
• Efficacia: I vaccini ad RNA sono capaci di indurre un risposta immunitaria determinando la produzione di anticorpi specifici contro la proteina ospite.
• Produzione: Questa tipologia di vaccini può essere prodotta molto rapidamente in laboratorio secondo processi standardizzati.

Questa tecnologia presenta ancora dei limiti che costituiscono le maggiori sfide per una sua più ampia diffusione. Da un lato bisogna garantire una conservazione in una catena del freddo molto complessa dall’altro l’RNA deve avere determinate condizioni per poter penetrare nelle cellule.

Attualmente sono in studio numerosi altri vaccini ad RNA per diverse applicazioni che vanno dalla lotta dei tumori, in ottica di medicina personalizzata alla protezione da infezioni (virus dell’HIV, virus dell’influenza o del Mycobacterium tuberculosis). Inoltre la ricerca si sta focalizzando proprio nel superamento dei limiti citati per ampliare ancor di più l’ambito di applicazione dei vaccini ad RNA.