Gli anticorpi del sangue donato da persone che sono guarite dalla malattia da coronavirus (COVID-19) e le iperimmunoglobuline stanno diventando trattamenti, aprendo la strada ad approcci con anticorpi policlonali ricombinanti sintetizzati.
Un gruppo di ricercatori accademici statunitensi ha incoraggiato le persone che sono guarite dalla COVID-19 a donare plasma, che sarà usato per curare i pazienti in tutto il paese. Il programma per il plasma immunizzato è stato promosso da medici e ricercatori di 40 istituzioni, tra cui la Mayo Clinic, la Johns Hopkins University, la Washington University, l’Einstein Medical Center e la Icahn School of Medicine del Mount Sinai, tra molte altre che lavorano a stretto contatto con la Food and Drug Administration (FDA) statunitense e con partner industriali. Il Servizio Sanitario Nazionale del Regno Unito ha lanciato in aprile un programma attraverso i suoi 23 principali centri ematologici per la raccolta di plasma convalescente da testare in studi clinici pianificati. Allo stesso tempo, un consorzio di operatori del settore – Takeda, CSL Behring, Biotest, Bio Products Laboratory, LFB, Octapharma e Microsoft – si è riunito per sviluppare un prodotto anticorpale policlonale: la globulina iperimmune (H-Ig) purificata dal plasma di gruppi di donatori che hanno recuperato dall’infezione di COVID-19. Altrove, il trattamento del plasma immunizzato sta avendo un restyling del ventunesimo secolo, con due tentativi di catturare l’intero repertorio di anticorpi umani contro la SARS-CoV-2 in piattaforme ricombinanti: una collaborazione tra SAb Biotherapeutics, CSL Behring e la US Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) che lavora per introdurre cromosomi artificiali nei bovini per produrre anticorpi umani e uno sforzo di GigaGen per introdurre una libreria di anticorpi contro la SARS-CoV-2 in una linea cellulare di mammiferi. L’obiettivo è quello di aumentare la produzione di anticorpi policlonali per produrre cocktail di trattamento diretti contro il coronavirus che causa COVID-19. Ma, come per ogni altra risposta alla pandemia, fare in modo che questi sforzi abbiano un impatto significativo e immediato presenta una serie complessa di problemi.
I primi rapporti sull’uso delle trasfusioni di plasma in convalescenza per il trattamento del COVID-19 sono arrivati da un paio di serie di casi piuttosto che da studi controllati, ma i loro risultati sono stati comunque incoraggianti. Cinque pazienti dello Shenzhen Third People’s Hospital di Shenzhen, in Cina, sono stati trattati con plasma convalescente. Di questi, tre sono stati dimessi e gli altri due sono rimasti stabili al 25 marzo, nonostante fossero in insufficienza respiratoria prima della trasfusione. Un secondo studio ha seguito dieci pazienti affetti da gravi malattie, reclutati in tre ospedali di Wuhan, in Cina. Tre sono stati dimessi e gli altri sette sono pronti per la dimissione. Al contrario, tra dieci controlli storici con caratteristiche di base simili, tre sono morti, uno è migliorato e sei si sono stabilizzati, il che significa che le loro condizioni non sono né migliorate né peggiorate.
I dati di ulteriori studi in Cina e Corea del Sud stanno lentamente iniziando a circolare, ma molti centri clinici non aspettano ulteriori prove, data l’urgenza della crisi e la mancanza di alternative terapeutiche comprovate. “Questa opzione è diventata rapidamente l’opzione migliore senza dimostrare che avrebbe funzionato”, dice Arturo Casadevall, cattedra di microbiologia molecolare e immunologia alla Johns Hopkins University, che ha dato il via allo sforzo americano per la diffusione del plasma convalescente. “La probabilità di danni è molto bassa rispetto alla possibilità di benefici”, aggiunge.
Tuttavia, è importante capire come utilizzare al meglio il plasma convalescente per il trattamento di COVID-19″. “Il mondo se ne occuperà ancora per un po’”, dice Casadevall. “Dobbiamo davvero capire come usare le terapie anticorpali”. Finora, l’enfasi è stata comprensibilmente posta sui pazienti con malattie gravi che hanno esaurito le opzioni terapeutiche. Johns Hopkins è uno dei pochi centri che ha in programma di avviare una sperimentazione di prevenzione, guidata dal professore associato di medicina Shmuel Shoham, per valutare se il plasma convalescente può conferire immunità ai riceventi. “Gli anticorpi funzionano sempre meglio sia a livello di profilassi che in fase precoce”, dice Casadevall. I primi rapporti dalla Cina suggeriscono che la terapia può funzionare anche durante le fasi successive della malattia, quando la sindrome da distress respiratorio acuto è già iniziata. Nello studio di Shenzhen, i pazienti hanno ricevuto plasma convalescente tra 10 e 22 giorni dopo l’ammissione, e quelli dello studio di Wuhan hanno ricevuto in media 16,5 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi. Durante l’epidemia di SARS del 2002-2004, i pazienti che hanno ricevuto plasma convalescente entro due settimane hanno avuto risultati significativamente migliori di quelli che lo hanno ricevuto dopo quel momento.
Ulteriori prove sulla sicurezza e sull’efficacia del plasma convalescente in COVID-19 saranno fornite dal programma di accesso allargato degli Stati Uniti. Questo studio su larga scala utilizzerà gruppi di controllo sintetici per confrontare i risultati tra i pazienti che ricevono plasma convalescente e quelli che non lo ricevono. L’iniziativa è in rapida crescita – al 30 aprile erano stati registrati 2.004 siti, 7.774 pazienti erano stati arruolati e 3.809 di loro erano stati sottoposti a trasfusione. Tutti i siti partecipanti aderiranno a un unico protocollo di accesso allargato concordato dalla FDA statunitense, e la Mayo Clinic fornirà un unico comitato di revisione istituzionale, eliminando l’obbligo per ogni sito partecipante di istituire un proprio comitato per garantire standard adeguati per il trattamento e la raccolta dei dati.
Una questione è se ci sarà abbastanza plasma immunizzato, in particolare nei primi mesi della pandemia, quando il rapporto tra pazienti guariti e individui non infetti è basso. Il lato positivo è che il rapporto tra donatori e riceventi è favorevole: i pazienti ricevono in genere solo una o due unità di plasma convalescente compatibile con il gruppo sanguigno, mentre i donatori in genere ne donano da due a tre unità. “La matematica è a vostro favore in questo caso”, dice Michael Joyner, professore di anestesiologia alla Mayo Clinic e responsabile clinico nazionale del programma. “C’è un effetto di amplificazione”. Circa il 70% del pubblico è considerato idoneo a donare il sangue. Applicando la stessa regola alla crisi attuale, si può affermare che il 70% di coloro che si riprendono possono essere donatori idonei, ma questo rappresenta un limite massimo.
La guida recentemente pubblicata dalla FDA raccomanda un titolo minimo di anticorpi neutralizzanti pari a 1:160 (il che significa che una diluizione 1 su 160 di una data unità di plasma ha un’attività contro il virus); la recente guida della Commissione Europea raccomanda un titolo di 1:320. I titoli anticorpali sono generalmente testati con il saggio di immunosorbimento enzimatico ad alta capacità (ELISA), ma la maggior parte dei siti non dispone ancora di test SARS-CoV-2 basati su ELISA. “Al momento, stiamo solo lavorando partendo dal presupposto che funzioni”, dice Joyner. Col tempo, lo studio analizzerà la relazione tra i risultati clinici e i titoli anticorpali neutralizzanti presenti nel plasma donato.
Se il plasma immunizzato può essere considerato la prima tappa di una staffetta terapeutica, la seconda è l’H-Ig. Mentre il plasma immunizzato richiede una manipolazione minima (lo screening per gli agenti patogeni trasmissibili e l’inattivazione degli agenti patogeni sono i principali processi impiegati), l’H-Ig è un prodotto farmaceutico standardizzato, realizzato con la frazione anticorpale purificata. Come tale, richiede un completo sviluppo clinico prima dell’approvazione. “Un modo di pensare a questo proposito è che il plasma convalescente è il materiale di partenza”, dice Julie Kim, presidente della business unit di Takeda per le terapie derivate dal plasma. Ma il prodotto finale si differenzia dal plasma convalescente per la sua purezza e la sua composizione: H-Ig contiene principalmente la frazione anticorpale dell’immunoglobulina G del plasma donato, mentre il plasma convalescente contiene tutto il fluido sanguigno meno la frazione cellulare. L’H-Ig è quindi più concentrato e più potente del plasma convalescente. “È consistente, è scalabile, è affidabile, può essere spedito in tutto il mondo”, dice Kim. Takeda di Tokyo e CSL Behring hanno fondato la CoVIg-19 Plasma Alliance per accelerare lo sviluppo di un unico prodotto H-Ig per COVID-19. A loro si sono aggiunte altre quattro aziende produttrici di sangue: Biotest, con sede a Dreieich, Germania; Bio Products Laboratory, di Elstree, Regno Unito; Les Ulis, Francia, LFB; e Lachen, Svizzera, Octapharma. Anche Microsoft sostiene l’iniziativa e ha sviluppato il Bot CoVIg-19, uno strumento di autoscreening per i potenziali donatori per valutare la loro idoneità e per individuare il centro di raccolta del plasma più vicino.
Altre aziende stanno sviluppando altri prodotti, tra cui Grifols, con sede a Barcellona, che produrrà un prodotto H-Ig presso il suo stabilimento di Clayton, North Carolina, e Emergent BioSolutions, che sta sviluppando sia un prodotto umano H-Ig, COVID-HIG, sia un prodotto a base di anticorpi equini, sviluppato a partire dal plasma di cavalli immunizzati con SARS-CoV-2.
Non c’è, ovviamente, uno scambio perfetto tra il plasma convalescente e l’H-Ig; il loro uso si sovrapporrà inevitabilmente, anche se si renderanno disponibili in tempi diversi. “Crediamo assolutamente che ci sia spazio per entrambi”. Il plasma convalescente ha più immediatezza. La nostra ha bisogno di tempo per produrre”, dice Bill Mezzanotte, responsabile della ricerca e sviluppo del CSL Behring. Prima della formazione dell’alleanza, Takeda aveva puntato ad avere H-Ig disponibile in 9-18 mesi, dice Kim. “Con l’alleanza, speriamo di batterlo”.
Sono in corso anche gli sforzi per sviluppare prodotti ricombinanti H-Ig-like. La più avanzata è SAb Biotherapeutics, che sta collaborando con CSL Behring e BARDA per sviluppare SAB-185, un cocktail di anticorpi umani policlonali ottenuti dal plasma di bovini transgenici immunizzati con la proteina spike SARS-CoV-2. La piattaforma, che prevede l’introduzione del complemento completo di geni di anticorpi umani su un cromosoma artificiale, ha trascorso due decenni di sviluppo. “Abbiamo ‘bovinizzato’ porzioni dei geni degli anticorpi umani”, dice Eddie Sullivan, CEO e co-fondatore della SAB. La sequenza di aminoacidi degli anticorpi risultanti è ancora completamente umana, ma i geni contengono elementi regolatori bovini che ottimizzano la loro espressione nelle plasmacellule bovine. L’azienda sta seguendo un percorso di regolazione ibrida originariamente aperto più di dieci anni fa da Revo Biologics (ex GTC Biotherapeutics) per la produzione di Atryn (antitrombina umana ricombinante) nel latte di capre transgeniche. Coinvolge il Centro di Medicina Veterinaria della FDA (CVM) e il suo Centro per la Valutazione e la Ricerca Biologica. “Il CVM esamina la piattaforma animale; il CBER regola il prodotto anticorpale stesso”, dice Sullivan.
SAb ha già dimostrato la fattibilità dell’approccio con un diverso cocktail di anticorpi, SAB-301, diretto contro la proteina spike di un altro coronavirus letale, il coronavirus della sindrome respiratoria mediorientale (MERS-CoV). In uno studio di fase 1 controllato con placebo in 38 volontari sani, SAB-301 ha dimostrato un profilo di sicurezza simile al placebo e, cosa importante, coloro che hanno ricevuto il cocktail non hanno sviluppato una risposta anticorpale contro nessuno dei suoi componenti, dice Sullivan. La preparazione finale dell’anticorpo è altamente purificata per ridurre al minimo la presenza di qualsiasi materiale bovino. Quando è completamente funzionante, il processo di produzione è altamente efficiente. “Stiamo iperimmunizzando gli animali in modo da sviluppare titoli anticorpali molto alti per il virus”, dice Sullivan. Gli animali completamente cresciuti – che sono tutti cloni dello stesso genotipo – producono fino a 45 litri al mese e producono fino a 25 grammi di anticorpi per litro. “Questo è un sistema molto scalabile”, dice Sullivan. SAb produce “qualche centinaio” di animali quest’anno. Una volta che saranno cresciuti a sufficienza, sarà in grado di iniziare a scalare la produzione di SAB-185, sempre che si dimostri sicura ed efficace. SAb prevede di iniziare le prove entro l’inizio dell’estate.
GigaGen, che è supportato da Grifols, è un arrivo più recente, e il suo sistema di produzione di immunoglobuline policlonali ricombinanti a base cellulare è in una fase di sviluppo più precoce. Si tratta di catturare su una piattaforma microfluidica le popolazioni complete di cellule B da cinque a dieci persone che hanno recuperato COVID-19 e montato una robusta risposta immunitaria al virus. I geni associati che codificano gli anticorpi vengono poi trasferiti in una linea cellulare di mammiferi. Il pool policlonale di cellule produttrici di anticorpi che ne risulta viene coltivato in massa, dando origine ad un prodotto molto vario e potente contenente molte migliaia di immunoglobuline policlonali. “Stiamo ricreando il loro intero repertorio”, afferma David Johnson, CEO e co-fondatore di GigaGen. “Non facciamo alcuna scommessa su quale sia il miglior epitopo – o il miglior meccanismo di azione”, dice. “È davvero difficile sapere quali sono i fattori particolari che hanno portato alla guarigione di qualcuno”.
La pandemia COVID-19 ha accelerato i piani di GigaGen per entrare in studi clinici, ma deve iniziare a produrre lotti in condizioni di buone pratiche di produzione (GMP) prima di poter presentare un’applicazione di Investigational New Drug. “Il nostro più grande collo di bottiglia è trovare un sito di produzione”, dice Johnson. Spera di assicurarsi uno spazio durante l’estate e mira a raggiungere la clinica alla fine di quest’anno o all’inizio del prossimo.
Per la stragrande maggioranza delle molte migliaia di persone che sono già morte a causa di COVID-19 o che hanno subito gravi malattie che avranno conseguenze a lungo termine, tutti questi interventi arrivano troppo tardi. C’è un inevitabile ritardo tra l’insorgenza di una pandemia e la capacità di risposta della comunità clinica e delle aziende farmaceutiche e biotecnologiche. Ma lo sforzo globale per respingere la SARS-CoV-2 dovrà continuare ancora per un certo tempo.
“La gente deve riconoscere quando la prima ondata è finita, probabilmente siamo arrivati solo a circa la metà dei decessi”, dice Joyner. I medici che curano i pazienti hanno poca scelta se non quella di utilizzare i migliori interventi disponibili in un dato momento. “In questo tipo di situazioni, il nemico del bene è meglio”, dice. Ma man mano che ci addentriamo nella pandemia, la base di prove a sostegno dell’utilità clinica di questi interventi migliorerà costantemente – e così, ci si augura, anche gli esiti.
L’articolo originale in lingua inglese è disponibile sulla rivista scientifica Nature Biotechnology.
