Miliardi di vaccini spediti a temperature subartiche: come Pfizer affronterà la sfida

A cura di Umberto Rosato

Il mondo ha finalmente ottenuto due potenti armi per combattere la crescente pandemia COVID: i vaccini di Moderna e Pfizer, entrambi con un’efficacia superiore al 90%, hanno iniziato ad essere distribuiti in tutto il mondo già a partire da fine 2020. Con 50 milioni di dosi consegnate lo scorso mese, e 1,3 miliardi previste entro la fine del 2021, si può essere cautamente ottimisti e dire che la luce in fondo al tunnel si inizia a vedere.

Lo sviluppo di un vaccino è senz’altro una grande sfida, ma d’altra parte, consegnarlo ai centri di distribuzione in tutto il mondo è una sfida di pari entità. Se stessimo scrivendo un libro sulla battaglia contro il COVID, probabilmente saremmo solo a metà, e forse nemmeno quello.

LE CARATTERISTICHE DEI VACCINI

Entrambi i vaccini si basano su molecole di RNA. Una volta nelle cellule, l’RNA contiene le istruzioni per produrre una parte di una proteina chiave dell’involucro del virus. Questa proteina verrà quindi esposta sulla superficie cellulare e riconosciuta dal sistema immunitario come una proteina estranea. Il processo comprende una serie di eventi che alla fine “allenano” il sistema immunitario a riconoscere il virus e a neutralizzarlo in caso di infezione.

Tuttavia, l’RNA ha un problema molto serio: non è molto stabile e si degrada facilmente. Tra i ricercatori infatti è comune dire che l’RNA si degrada solo guardandolo, e non è lontano dalla verità. Per questo motivo, l’RNA di entrambi i vaccini viene inserito in nanoparticelle lipidiche. Queste particelle non solo proteggono l’RNA dalla degradazione, ma aiutano anche a trasportarlo alle sue cellule bersaglio all’interno del corpo.

La produzione di nanoparticelle lipidiche può essere estremamente complicata e fattori come i rapporti tra componenti, il diametro e la formulazione influenzano profondamente la stabilità e l’efficienza del vaccino. Le differenze nelle strutture e nella composizione delle nanoparticelle potrebbero essere responsabili della differenza più cruciale tra i due vaccini: la temperatura di conservazione.

Infatti il vaccino Moderna può essere conservato a -20° C ed è stabile a 4° C per 30 giorni, mentre quello di Pfizer deve essere conservato a una temperatura ultrafredda di -70° C ed è stabile a 4° C solo per 5 giorni. Questa differenza può dare a Moderna un enorme vantaggio rispetto a Pfizer.

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), infatti, la metà dei vaccini in tutto il mondo va persa, in parte per un mancato mantenimento della temperatura di conservazione. Se ciò accadesse ai vaccini COVID, provocherebbe una tragedia.

IL TRASPORTO DEI VACCINI COVID-19

I vaccini devono mantenere la stessa temperatura mentre vanno dalle fabbriche agli aerei, ai camion di spedizione, ed infine ai centri di distribuzione (un processo noto come catena del freddo), in un viaggio che può durare settimane. Il trasporto di vaccini in congelatori ultra freddi in grado di raggiungere i -70° C non è un’opzione per Pfizer: infatti il costo medio può essere di 15000 euro, richiedono molta energia, hanno molte parti elettriche che potrebbero dare problemi, e sono rari nella maggior parte dei centri di distribuzione.

Tuttavia, viene utilizzato il ghiaccio secco per garantire temperature molto basse.

GHIACCIO SECCO: PERCHÉ VIENE UTILIZZATO

Il ghiaccio secco è costituito da piccoli pellet o blocchi di anidride carbonica solida a una temperatura di -78° C. Sono comunemente usati per spedire reagenti ultrafreddi tra centri di ricerca ed ospedali. I pellet di ghiaccio secco non richiedono energia, non hanno componenti che possono rompersi e sono relativamente economici da produrre.

Pfizer infatti sta spedendo i vaccini in scatole speciali contenenti questi piccoli pellets. Ogni scatola è dotata di un sensore di temperatura, contiene da 1000 a 5000 dosi di vaccino e 20 chili di ghiaccio secco. Le scatole sono riutilizzabili e il ghiaccio secco deve essere cambiato ogni cinque giorni. Questo metodo di spedizione sta mettendo un enorme stress sui produttori di ghiaccio secco, che hanno già aumento la produzione e si stanno preparando per l’enorme sfida di questo 2021.

Come il ghiaccio normale, il ghiaccio secco svanisce, ma tramite un processo chiamato sublimazione. L’anidride carbonica passa direttamente dalla forma solida a quella gassosa senza passare dalla fase liquida, eliminando ossigeno dall’aria. Grandi quantità di ghiaccio secco in evaporazione quindi, potrebbero causare un enorme pericolo per la salute e devono essere maneggiate con estrema cura.

Attualmente Pfizer spedisce i suoi vaccini in tutto il mondo con 20 voli giornalieri, e le compagnie aeree e gli aeroporti di tutto il mondo stanno già facendo del loro meglio per garantire che la catena del freddo non venga interrotta. Prima ancora di iniziare con le spedizioni infatti, American Airlines ha effettuato voli di prova in Nord America per sottoporre a stress test l’imballaggio termico, e Delta Airlines ha aumentato i livelli consentiti di ghiaccio secco sugli aerei. Inoltre, Pfizer effettua costantemente “corse a secco” nei centri di distribuzione, dove l’azienda accompagna i siti attraverso il processo di ricezione dei vaccini, apertura e somministrazione. 

CONCLUSIONI

La spedizione di miliardi di dosi di vaccini a temperature subartiche è probabilmente una sfida tanto difficile quanto la produzione del vaccino, ma con una pianificazione e una spedizione adeguate la sua distribuzione è possibile. Il vaccino contro l’Ebola ad esempio, sviluppato da Merck, richiede una catena del freddo di -70° C ed è stato consegnato con successo in paesi come il Sudan, l’Uganda e il Burundi. I vaccini sono stati spediti in scatole riutilizzabili ultra fredde utilizzando ghiaccio a base di alcool e acqua per controllare la temperatura.

Infine, la notizia positiva è che questo metodo di consegna ultrafreddo potrebbe non durare per sempre, poiché Pfizer è attualmente al lavoro su una forma di vaccino che può essere spedita a una temperatura compresa tra 4°C e 6°C e ricostituita al momento della vaccinazione.

Umberto Rosato

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Umberto è nel campo dell’immunologia ed oncologia da oltre 10 anni, ha un dottorato in biomedicina, è specializzato nel cancro al fegato, ed ha fatto ricerca in alcuni dei più importanti istituti americani a Washington DC e New York. Recentemente, ha deciso di tornar nella sua Italia e mettere a disposizione le sue esperienze nel campo dell’industria farmaceutica.