Lezione numero 4 del progetto "L'Ospedale Va a Scuola" a cura dell'Ospedale Pediatrico Bambino Gesù di Roma in collaborazione con l'Istituto Bambino Gesù per la Salute del Bambino e dell'Adolescente.

1. 4. Immunità
e Vaccini
Rita Carsetti
Guido Castelli Gattinara
Eva Pino Mortari
Alberto E. Tozzi

2. “Con l’eccezione dell’acqua potabile nessun altro
strumento, neppure gli antibiotici, ha avuto un
maggiore effetto sulla riduzione della mortalità e la
crescita della popolazione.”
(Plotkin & Plotkin)
I VACCINI:
COSA SONO E COME FUNZIONANO

3. La vaccinazione è uno dei modi
migliori per prevenire le malattie. In
totale, si stima che i vaccini salvino
tra i 2 e i 3 milioni di vite ogni anno.

4. Perché si
chiama
vaccino?

6. GUARDATE QUANTO SONO DIMINUITE LE MALATTIE A LIVELLO MONDIALE
AMERICA
EUROP
A
AFRICA
MEDIO
ORIENTE
SUD
EST
ASIATICO
PACIFICO
ORIENTALE

7. Sanificazione
dell’acqua
Vaccini
Antibiotici
L’impatto delle scoperte
scentifiche sulla nostra
aspettativa di vita
30 anni fino al 1700
Oggi 80 anni

8. TIME “This Baby Could Live To Be 142 Years Old - Dispatches from the Frontiers of Longevity" (February 2015).
L’impatto dei vaccini sull’aspettativa di vita
Per il 99,99% della storia dell’umanità la vita media è stata minore di 30 anni
55 anni di vita guadagnati dal 1700
35 anni di vita guadagnati dal 1900

9. COME FUNZIONANO LE
VACCINAZIONI E PERCHE’
CI PROTEGGONO
Video 3
https://youtu.be/W3vvSOZQp9c

10. Il sistema immunitario generalmente combatte tutti i microbi patogeni che
possono entrare nel nostro corpo.
IL NOSTRO SISTEMA IMMUNITARIO
Gli agenti infettivi che riescono a superare le barriere fisiche si trovano ad affrontare
la seconda linea difensiva, costituita dalle cellule del sistema immunitario innato.
Questo sistema è presente fin dalla nascita ed è molto efficace,
ma piuttosto aspecifico. Non è quindi in grado di distinguere
tra un patogeno e un altro, per esempio non sa vedere la
differenza tra il virus della varicella e il virus del morbillo.
Alcuni patogeni però sono molto furbi e sono in grado di sfuggire
a questo sistema di difesa.
Cellula Natural
Killer
Per difenderci dall’incontro con virus e altri patogeni, il nostro Sistema immunitario
mette in atto diversi meccanismi di difesa.
La prima linea difensiva, sono le barriere fisiche, ossia la cute e le mucose, che
ostacolano fisicamente l’ingresso dei microrganismi.

11. Quando il patogeno sfugge al sistema immunitario innato, l’organismo
mette in atto una terza linea di difesa, costituita dai linfociti B e T.
Linfocita B Linfocita T
I linfociti T comunicano con I linfociti B con il
fine di far rilasciare ai linfociti B gli anticorpi
Gli anticorpi sono delle armi potentissime
in grado di riconoscere i diversi virus e
batteri e di eliminarli
Questo sistema, detto immunità adattativa, fornisce un
arsenale di armi più raffinate che riconosce in modo
specifico gli antigeni di diversi patogeni
Che cos’è un antigene?
Un antigene è qualsiasi macromolecola che attiva una risposta immunitaria.
Il sistema immunitario distingue gli antigeni endogeni (self), che sono presenti sulle
nostre cellule (che non attivano una risposta immunitaria) dagli antigeni esogeni (non-
self), appartenenti a strutture esterne all’organismo e quindi anche ad agenti infettivi.

12. L’esercito di linfociti B e T svolge due ruoli fondamentali:
Per prima cosa, è in grado di tenere a bada le infezioni e eliminare i
patogeni, allestendo nel giro di qualche ora o giorno una risposta specifica.
Inoltre è dotato di un “archivio” che tiene memoria di tutti gli antigeni che
incontrati nel corso della vita: questo archivio è la memoria immunologica
La memoria immunologica permette all’organismo di reagire più
rapidamente nel caso di un secondo incontro con lo stesso patogeno.
Si basa sulla produzione di anticorpi e
linfociti B e T della memoria (B e T) che
rimangono nell’organismo anche dopo
che il patogeno è stato debellato:
questo è il principio immunologico su cui
si basa l’immunizzazione a lungo
termine offerta dai vaccini.

13. La memoria immunologia verso un certo antigene può essere acquisita
in due modi:
1. Immunizzazione naturale: nel corso di un’infezione veniamo
direttamente a contatto con il microrganismo;
2. Immunizzazione artificiale: la memoria immunitaria è guidata dalla
vaccinazione, che attiva una risposta specifica come se ci si trovasse
di fronte all’agente infettivo vero e proprio, ma senza la malattia
Un vaccino permette quindi di far sviluppare una memoria immunitaria
preventiva: una persona vaccinata contro un certo microrganismo, per
esempio il virus del morbillo, non contrarrà mai più la malattia, nemmeno
quando verrà a contatto con il virus vero e proprio.
Le cellule della memoria sviluppate dal vaccino debelleranno
rapidamente il virus, senza la comparsa dei sintomi caratteristici della
malattia.
COME SI OTTIENE LA MEMORIA IMMUNOLOGICA

14. Gennaio 2020: inizia la diffusione del SARS CoV-2
Dicembre 2020: inizia la distribuzione di vaccini
⮚in uso: Pfizer
Moderna
Astra Zeneca
Johnson&Johnson
Sputnik
(cinese) Sinopharm
In studio fase 3: Novavax – ReiThera – Sanofi

15. Oltre 200 molecole in studio per i vaccini
50 in sperimentazione
Numero di potenziali vaccini in studio

16. Esistono 3 principali modalità per fare un
vaccino
Parti del virus che
stimolano il sistema
immunitario
Usare l’intero virus
o batterio
Usare soltanto
materiale genetico

17. Vaccini interi inattivati
• Il modo più antico (e più semplice) di fare vaccini
• Uccisi o inattivati con calore, prodotti chimici o radiazioni
• Esempi vaccino antinfluenzale e antipolio
Vaccini vivi attenuati
• Il virus è indebolito e non può dare la malattia
• Risposta immunitaria più efficace
• Non possono essere somministrati a soggetti immunocompromessi
• Esempi vaccino anti morbillo-rosolia parotite, varicella, h. zoster

18. Vaccini con microrganismo
intero
Vaccino inattivato Vaccino a vettore
virale
Vaccino vivo
attenuato
https://www.who.int/news-room/feature-stories/detail/the-race-for-a-covid-19-vaccine-explained

19. Vaccini a vettore virale
• Utilizza un virus non nocivo (vettore) per
portare nelle cellule il genoma del virus
patogeno
• Fa produrre alle cellule le proteine del virus
patogeno contro cui vengono prodotti gli
anticorpi
• Esempi vaccino contro Ebola (malattia virale mortale
presente in Africa)

21. Vaccini costituito da subunità
• Utilizza solo parti molto
specifiche e antigeniche di un
patogeno
• Non contiene l’intero microbo e non
può dare la malattia
• Esempi vaccino contro Pertosse,
Tetano, Difterite, Meningiti

22. Vaccini a acido nucleico
• Utilizza solo un tratto del DNA del
patogeno
• Nelle cellule il DNA sintetizza RNA
messaggero che nei ribosomi costruisce
una proteina del virus (es spike)
• I vaccini a mRNA fanno direttamente
produrre alle cellule le proteine del virus
patogeno contro cui vengono prodotti gli
anticorpi

23. Approccio genetico: vaccini ad acido nucleico

24. Vaccini a mRNA

25. COME FUNZIONANO I
VACCINI A mRNA
Video 5
https://youtu.be/AbFugsBJkfM

26. La vaccinazione ha lo scopo di
stimolare le difese immunitarie
per bloccare la replicazione dei
virus e dei batteri

27. La replicazione dei virus avviene attraverso:
1. Attacco della superficie del virus alla cellula bersaglio
a) Affinità tra struttura di superficie del virus e recettore della cellula
2. Penetrazione attraverso la membrana cellulare (fusione)
3. Liberazione del genoma virale
4. Penetrazione nel nucleo e creazione di mRNA
5. Produzione delle proteine del virus
6. Assemblaggio e liberazione dei virioni figli
Progetto l’Ospedale va a Scuola

28. SARS CoV-2 proteina dello spike: ingresso del virus nella cellula
Progetto l’Ospeale va a Scuola

29. La replicazione dei virus avviene attraverso:
1. Attacco della superficie del virus alla cellula bersaglio
a) Affinità tra struttura di superficie del virus e recettore della cellula
2. Penetrazione attraverso la membrana cellulare (fusione)
3. Liberazione del genoma virale
4. Penetrazione nel nucleo e creazione di mRNA
5. Produzione delle proteine del virus
6. Assemblaggio e liberazione dei virioni figli

30. Il virus usa la proteina
di superficie spike per
legarsi al recettore
cellulare ACE2
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01221-y

31. La risposta immunitaria avviene:
1. Ingestione del virus (cell dendridiche e macrofagi)
a) Distruzione del virus e presentazione dei suoi antigeni
(proteine, da parte delle APC)
2. Attivazioni dei linfociti T helper (quelli che aiutano)
3. Stimolazione dei linfociti B
a) Produzione di anticorpi (plasmacellule)
b) Produzione di cellule di memoria (memory B cell)
4. Stimolazione di linfociti T citotossici
a) Produzione di cellule di memoria (memory T cell)

32. E. Callaway Nature april 2020
p

33. Spike usata dal virus
per agganciare la
cellula I cambiamenti osservati
di tre amminoacidi della
catena aumentano
l’efficacia del virus

34. Bassa dose media dose alta dose totale
Tutti
Grado 3
Reazioni avverse del sito di iniezione (entro 0- 7 giorni)
Dolore
Indurimento
Iperemia
Gonfiore
Prurito
Debolezza muscolare
Reazioni di tipo sistemico (entro 0-7 giorni)
Febbre
febbre di grado 3
Cefalea
stanchezza
Reazioni a vaccini

35. solo un vaccino avrebbe
permesso di contenere
il suo effetto devastante
sulla comunità
Pandemia da
Covid-19

36. • oltre 200 potenziali vaccini
• 52 in fase di sperimentazione sull’uomo
• 13 in fase III di sperimentazione finale
• 6 vaccini sono già pronti per l’uso
L’esperienza con il SARS CoV-2
ha dimostrato come il
processo di sviluppo di un
nuovo vaccino può essere
accelerato in modo sostanziale
senza comprometterne la
sicurezza

37. Il processo di sviluppo
di un nuovo vaccino
può essere accelerato
in modo sostanziale
senza compromettere
la sicurezza?
La sicurezza è
fondamentale perché
i vaccini vengono fatti
a soggetti sani.

38. fasi di studio in parallelo
finanziamenti
enormi
agenzie regolatorie
internazionali hanno
utilizzato procedure di
emergenza per
l’approvazione
anni di ricerche precedent
sui virus simili
sistemi di produzione
più veloci

39. una stringa di mRNA all'interno di un mantello lipidico
vaccini a base di
RNA messaggero
(mRNA), contiene
le informazioni
genetiche per
costruire la
proteina spike del
SARS CoV-2

40. Vaccini a DNA
l’informazione genetica che
codifica la proteina spike di
SARS-CoV-2 è costituita da
una stringa di DNA,
contenuta in un vettore virale

41. I primi vaccini disponibili a mRNA

42. I vaccini a DNA e vettore virale

43. I prossimi vaccini

44. Tra poco i
vaccini anche
per i ragazzi tra
12 e 18 anni ,
già autorizzati
negli Stati Uniti

45. Herd immunity
Come i vaccini proteggono
tutto il gruppo
Alberto Eugenio Tozzi
Guido Castelli Gattinara

46. .
che cosa è l’immunità solidale
o di gregge?
Video 4
https://youtu.be/ou-ipAUfv9o

47. Una persona è immune da una infezione
quando…
• Ha avuto quella infezione
oppure…
• E’ stata vaccinata contro quella infezione
e…
• La protezione immunitaria dura ancora nel tempo

48. Una persona è suscettibile a una infezione
quando:
• Non ha mai avuto quella infezione
• Non è mai stata vaccinata
Oppure
• E’ passato molto tempo dall’infezione o dalla vaccinazione

49. Quando si verifica un’infezione
• Una persona viene a contatto con un microrganismo infettivo
• Questa persone è suscettibile all’infezione
• Queste due condizioni devono avvenire nello stesso momento

50. Le infezioni viaggiano con le persone

51. gli animali si raggruppano in greggi per proteggersi dai predatori e difendersi l’un l’altro

52. la diffusione delle infezioni che si trasmettono da
persona a persona dipende dal bilancio tra:
- individui immuni (perché hanno avuto l’infezione
oppure perché sono vaccinati)
- Individui che sono ancora suscettibili
Conosciuti i parametri che influenzano la diffusione di
un’infezione, è possibile identificare una soglia di persone
immuni oltre la quale la diffusione dell’infezione si esaurisce.
In base a questi parametri di diffusione, possiamo calcolare il
famoso Rt del quale ormai sentiamo parlare quasi ogni giorno.
Questo indice rappresenta il numero di persone che possono essere
contagiate da un’altra persona infetta.
- Se questo indice è > 1 l’epidemia si espande
- Se questo indice è < 1 l’epidemia si esaurisce

53. Rt definisce il numero di riproduzione netto
Questo indice rappresenta il
numero di persone che possono
essere contagiate da un’altra
persona infetta:
Se Rt è >1 l’epidemia si espande
Se Rt è <1 l’epidemia si esaurisce
La diffusione delle epidemie

55. Immunità di gruppo
• Una comunità o una popolazione è protetta da un’infezione
perchè una percentuale elevata delle persone è immune
• L’immunità di gruppo si può raggiungere vaccinando la maggior
parte delle persone
• Più una malattia è contagiosa, maggiore sarà la percentuale di
persone da vaccinare per raggiungere l’immunità di gruppo

56. In questa popolazione tutte le persone sono suscettibili
Ogni persona con infezione riesce a contagiarne altre 4
Persona suscettibile
all’infezione

57. Persona immune
all’infezione
Persona suscettibile
all’infezione
ma sana
In questa popolazione il 75% delle persone è immune
In questo caso anche alcune persone suscettibili che non sono immuni, sono
protette dall’infezione
Persona
Con infezione

58. I vaccini e l’immunità solidale, o di gregge
https://youtu.be/96FmHSxgfnI

59. Eradicazione
• Non ci sono più casi di malattia
• L’infezione non circola più in alcuna area del mondo
• Bisogna vaccinare la maggior parte delle popolazioni
• Bisogna sorvegliare che l’infezione non riemerga
• Vaiolo
Certificato di eradicazione
Ginevra 9 novembre 1979