PUBLICIDADE
Topo

Histórico

É preciso cautela, mas resposta rápida na busca por vacina é surpreendente

Shridhar Jayanthi

21/05/2020 04h00

Pixabay

Escrevemos sobre pesquisas e potenciais tratamentos para covid-19, mas a busca por vacinas contra a doença é uma outra abordagem bastante discutida para encerrar a pandemia e sairmos da quarentena. Os resultados preliminares positivos anunciados recentemente por uma das empresas que desenvolvem vacina, menos de seis meses depois de descoberto o vírus SARS-CoV-2, são exemplo do avanço extremamente rápido da ciência e ilustram uma via com potencial para resolver esta e futuras pandemias virais.

Vacinas funcionam utilizando o sistema imunológico do próprio paciente. Quando uma pessoa sofre uma infecção, seja viral ou bacteriana, o sistema imunológico entra em ação. Parte da resposta, relevante para entender o funcionamento de vacinas, envolve dois tipos de células, chamadas de leucócitos: os neutrófilos e os linfócitos. Neutrófilos agem como uma primeira linha, "comendo" agentes infecciosos e digerindo os pedaços para neutralizar a infecção. O vídeo abaixo mostra um neutrófilo digerindo uma bactéria, a S. aureus.

A ação direta de "infantaria" dos neutrófilos é apoiada por uma ação muito mais eficiente de "artilharia" dos linfócitos, que passa a produzir anticorpos.

Anticorpos são proteínas "grudentas" com capacidade de "colar" em agentes infecciosos e resíduos digeridos pelo neutrófilo – os famosos antígenos. Para produzir anticorpos específicos contra um antígeno, os linfócitos precisam "aprender" o aspecto geral dos antígenos.

Na primeira infecção, esse processo pode levar mais de uma semana para ocorrer, e é por isso que o corpo demora para responder a uma primeira infecção. Mas parte dos linfócitos providencia um sistema de "inteligência" que "lembra" do aspecto de antígenos anteriores. Se a infecção se repetir, desta vez os linfócitos respondem bem mais rápido.

Vacinas são uma tentativa de "ensinar" o aspecto de antígenos associados a uma doença – criar uma memória imunológica –  sem expor o paciente ao agente infeccioso.

A forma tradicional de criar vacinas é testando versões inativas ou atenuadas do vírus ou bactéria, de pedaços ou de toxinas produzidas pela bactéria e averiguando se elas são capazes de gerar uma memória imunológica.

Se através da memória imunológica o corpo souber produzir anticorpos capazes de bloquear o vírus, bactéria ou toxina assim que elas entrarem em circulação, o corpo humano poderá evitar a doença causada pela infecção rapidamente.

Explicando dessa forma, parece que o processo é simples e previsível. Mas há uma porção de fatores e complicações. A complicação mais famosa é a causada pelo vírus HIV, responsável pela Aids. O HIV ataca linfócitos responsáveis pela própria memória imunológica. Já os vírus influenza, responsáveis pela gripe comum, apresentam uma taxa de mutação alta nos antígenos, o que minimiza a eficácia da memória imunológica e exige uma vacina nova todo ano.

Em outros casos, o problema é mais fundamental: é difícil saber se o estímulo de um candidato a vacina sequer criará uma resposta imunológica. Às vezes, o sistema imunológico simplesmente "esquece".

Também é difícil prever se a resposta imunológica é a correta: produzir anticorpos bloqueadores ao invés de anticorpos que simplesmente grudam no vírus sem inibir nada.

Por fim, há sempre o risco da resposta imunológica ser incapaz de atingir o agente responsável, como no caso de bactérias que se escondem ou de infecções em zonas de acesso reduzido a leucócitos.

Dada a dificuldade de desenvolvimento, a produção de vacinas leva bastante tempo. Bill Gates, um financiador de pesquisas médicas dessa natureza, estima que levará cerca de 18 meses para termos uma vacina eficaz contra a covid-19, um prazo que considero bastante otimista.

Mas tecnologias inovadoras recentes, que aceleram o processo utilizando conhecimento da sequencia genética, têm surpreendido minhas expectativas. Um exemplo é a Moderna Therapeutics. Em menos de seis meses, ela foi capaz de produzir um composto capaz de fazer o corpo humano produzir anticorpos, e isso em si já é impressionante. Seus resultados são preliminares e falta informação para saber se eles realmente demonstram eficácia para combater a covid.

O princípio utilizado pela Moderna Therapeutics –e por outras empresas como a Arcturus Therapeutics e a CureVac— é o de fazer as células humanas produzirem o próprio antígeno. A vacina conteria as instruções para produção do antígeno, codificadas na forma de mRNA.

O mRNA, para quem se lembra das aulas de biologia, é a molécula intermediária na cadeia de expressão genética. No processo natural, o DNA é traduzido em um mRNA que por sua vez é transcrito em proteína.

Essas vacinas contém mRNA empacotado em uma cápsula –que pode ser um vírus benigno domesticado, um lipossomo ou um complexo sintético— capaz de enfiar o mRNA em células humanas. O maquinário da própria célula transcreve o mRNA sintético codificando o antígeno e, se tudo der certo, esses antígenos criariam a memória imunológica que protege o paciente. Uma variante dessa ideia, que utiliza o DNA ao invés de mRNA, está sendo testada pela Inovio.

A vantagem de se utilizar os métodos baseados em sequência genética é que parte enorme do desenvolvimento inicial independe da modalidade da doença. Para produzir partículas inativas do vírus, é preciso cultivá-lo em laboratório, um processo difícil e custoso. Já para produzir partículas de mRNA, basta saber a sequência genética.

A tecnologia é extremamente nova e ainda não temos nenhuma vacina que funcione dessa maneira. Por isso, ceticismo é salutar. Mas se esse princípio para desenvolvimento de vacinas vingar, teremos uma plataforma fantástica para enfrentar novas pandemias virais.

Os métodos mais tradicionais também estão sendo testados. A Johnson & Johnson está produzindo vírus inativo para usar como vacina, enquanto que a Sanofi está produzindo uma vacina baseada em fragmentos. Nenhuma possibilidade está sendo descartada, pois o importante é resolver problema, independente da tecnologia.

Sobre os autores

Daniel Schultz é cientista, professor de microbiologia e membro do núcleo de ciências computacionais em Dartmouth (EUA). Estuda a dinâmica dos processos celulares, com foco na evolução de bactérias resistentes a antibióticos. É formado em engenharia pelo ITA, doutor em química pela Universidade da Califórnia San Diego e pós-doutorado em biologia sistêmica em Harvard. Possui trabalhos de alto impacto publicados em várias áreas, da física teórica à biologia experimental, e busca integrar essas várias áreas do conhecimento para desvendar os detalhes de como funciona a vida ao nível microscópico.

Monica Matsumoto é cientista e professora de Engenharia Biomédica no ITA. Curiosa, ela tem interesse em áreas multidisciplinares e procura conectar pesquisadores em diferentes campos do conhecimento. Monica é formada em engenharia pelo ITA e doutora em ciências pela USP, e trabalhou em diferentes instituições como InCor/HCFMUSP, UPenn e EyeNetra.

Shridhar Jayanthi é Agente de Patentes com registro no escritório de patentes norte-americano (USPTO) e tem doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de Michigan (EUA) e diploma de Engenheiro de Computação pelo ITA. Atualmente, ele trabalha com empresas de alta tecnologia para facilitar obtenção de patentes e, nas (poucas) horas vagas, é um estudante de problemas na intersecção entre direito, tecnologia e sociedade. Antes disso, Shridhar teve uma vida acadêmica com passagens pela Rice, MIT, Michigan, Pennsylvania e no InCor/USP, e trabalhou com pesquisa em áreas diversas da matemática, computação e biologia sintética.

Sobre o blog

Novidades da ciência e tecnologia, trazidas por brasileiros espalhados pelo mundo fazendo pesquisa de ponta. Um espaço para discussões sobre os rumos que as novas descobertas e inovações tecnológicas podem trazer para a sociedade.