Biotecnologia é usada para formular vacina contra COVID-19

Com técnicas inovadoras de biotecnologia, pesquisadores do Instituto Butantan busca formular uma nova vacina contra a doença COVID-19, causada pelo novo coronavírus. Com o intuito é induzir no organismo, de modo mais efetivo, diversos tipos de resposta imune contra o vírus (SARS-CoV-2).

A nova estratégia é inspirada em um mecanismo usado por certas bactérias para “despistar” o sistema imune: elas liberam pequenas esferas feitas com o material de suas membranas como iscas para desviar a defesa do organismo. Essas vesículas, denominadas membranas pelos pesquisadores, têm a propriedade de ativar intensamente o sistema imunológico e, por isso, atraem células e moléculas da defesa do organismo.

Os cientistas aproveitarão esse artifício das vesículas de membrana e acoplar a elas proteínas de superfície do novo coronavírus. Criadas em laboratório, essas vesículas atrairiam a defesa imune contra as proteínas de superfície do novo coronavírus, induzindo uma memória a ser mobilizada no caso de uma eventual infecção. A formulação estimularia não só a produção de anticorpos, mas também de outras células ligadas ao sistema imune, como macrófagos e glóbulos brancos.

“Para essa abordagem, juntamos duas estratégias diferentes que já vínhamos utilizando no desenvolvimento de vacinas contra outras doenças. A nova técnica permite que as formulações contenham uma grande quantidade de um ou mais antígenos do vírus em uma plataforma fortemente adjuvante, induzindo uma resposta imune mais pronunciada”, explica Luciana Cezar Cerqueira Leite, pesquisadora do Laboratório de Desenvolvimento de Vacinas do Instituto Butantan, à Agência Fapesp.

Apoio

O estudo, apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), integra uma plataforma de pesquisa que envolve o desenvolvimento de vacinas para coqueluche, pneumonia, tuberculose e esquistossomose, com base em técnicas desenvolvidas para a BCG recombinante (usada para prevenir formas graves de tuberculose em crianças). Recentemente, foi criada uma nova linha no projeto voltada ao desenvolvimento de uma vacina para a COVID-19.

“No mundo todo, e aqui no Brasil também, estão sendo testadas diferentes técnicas. Muitas delas têm como base o que já estava sendo desenvolvido para outros vírus, como o que causou o surto de SARS em 2001. Esperamos que funcionem, mas o fato é que ninguém sabe se vão realmente proteger. Neste momento de pandemia, não é demais tentar estratégias diferentes. A nossa abordagem vai demorar mais para sair, mas, se aquelas que estão sendo testadas não funcionarem, já temos os planos B, C ou D”, diz a pesquisadora.

Muitas vacinas consistem em soluções com o patógeno morto ou atenuado. São as chamadas vacinas celulares que, ao serem injetadas no indivíduo, têm por objetivo desenvolver a resposta imune contra o microrganismo, como anticorpos específicos e outras células de defesa de modo seguro, sem sofrer as consequências da doença. Dessa forma o indivíduo fica imunizado, tendo uma “memória de combate” do próprio sistema imune contra um determinado patógeno.

“As vacinas celulares são formas simples, e com frequência eficazes, de se obter um imunizante, porém, essas abordagens nem sempre funcionam, principalmente para patógenos com grande variabilidade antigênica ou organismos mais complexos, com mecanismos de evasão do sistema imune mais sofisticados”, salienta a cientista.

Estratégias combinadas

O grupo do Butantan propõe a combinação de duas estratégias para o desenvolvimento de uma vacina acelular. De um lado, tem-se as proteínas recombinantes de antígenos de superfície do novo coronavírus, que têm o papel de deflagrar a produção de anticorpos específicos contra o SARS-CoV-2. De outro lado, utilizam-se vesículas de membrana externa (Outer membrane vesicles, conhecidos como OMVs) como matriz suporte dos antígenos, para que a partícula mimetize o vírus.

“As vesículas de membrana externa podem modular a resposta imunológica, em geral, aumentando e melhorando a proteção. Muitas vacinas têm o hidróxido de alumínio como principal adjuvante. No nosso caso, usaremos as OMVs para uma apresentação do antígeno com forte poder adjuvante embutido, que garante uma resposta melhor”, pontua.

Para isso, a vacina em desenvolvimento no Butantan usará uma plataforma inovadora de apresentação de antígenos chamada Multiple antigen presenting system (MAPS), desenvolvida por um colaborador da Universidade de Harvard, dos Estados Unidos, e usada em uma formulação experimental contra o pneumococo.

Basicamente, o complexo molecular é montado por um sistema de acoplamento semelhante ao usado para detecção na reação de ELISA (ensaio de imunoabsorção enzimática), muito usada em diagnósticos. Esse tipo de teste de laboratório é usado para detectar anticorpos contra um determinado patógeno e assim diagnosticar doenças. No processo desenvolvido em Harvard, um ou vários antígenos são ligados a polissacarídeos das cápsulas das bactérias, como se fossem peças de encaixar.

“É uma plataforma que permite a ligação não-covalente de proteínas de forma muito eficiente, permitindo saturar a superfície da OMV com as proteínas do vírus, tornando-as bastante imunogênicas”, diz Luciana Cezar Cerqueira Leite.

Sistema imunológico

A ideia de usar as OMVs partiu da observação de uma estratégia que determinadas bactérias gram-negativas adotam para escapar do sistema de defesa do hospedeiro. “Quando infectam organismos, as bactérias produzem essas vesículas a partir de sua própria membrana externa. O intuito é atrapalhar a resposta do sistema imunológico. Anticorpos e outras células relacionadas ao sistema imune ficam tentando matar as vesículas em vez de atacar as bactérias, que ficam livres para se multiplicar no organismo”, diz.

Na nova formulação, a presença dessas vesículas extracelulares tem a função de estimular a resposta imunológica. “Elas são muito imunogênicas. Estudos recentes mostram que têm grande capacidade de ativar células dendríticas e macrófagos”, completa.

imagem ilustrativa

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