O making of das vacinas contra o Sars-CoV-2

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Imagem: Reprodução/Pixabay (torstensimon)

Extraordinário é aquilo que causa surpresa, quase inigualável, fora do previsto. E o ano de 2020 foi mesmo extraordinário.  Tivemos desafios e dificuldades imensas para todos, com sofrimento e perdas, muitas delas definitivas. Mas é preciso enxergar os aprendizados que 2020 também nos trouxe, com oportunidades e ações que nos levam a um futuro mais seguro.  Esse caminho passa, necessariamente, pela ciência e pelo conhecimento que, em tempo recorde, trouxeram as vacinas contra o Sars-CoV-2, causador da covid-19, com tecnologias inovadoras que abrem novos caminhos na medicina.

O princípio geral de todas as vacinas é desenvolver uma resposta imune capaz de prevenir o estabelecimento da doença e que tem dois mecanismos fundamentais: um deles é a produção de anticorpos pelas células denominadas linfócitos B; o segundo é a ativação de células efetoras, chamadas linfócitos T.

A primeira tecnologia de vacina descrita na literatura foi a da varíola, em 1796 , e envolveu a utilização do vírus da varíola bovina (CowPox) para prevenção da varíola humana (SmallPox).  Era o exemplo de um vírus que causava uma infeção branda, mas suficiente para protegar contra a doença grave.  Essa descoberta consagrou a utilização de uma forma atenuada do vírus, manipulado em laboratório de modo a perder sua capacidade de causar a doença, mas ainda eficaz ao gerar resposta do sistema imune. Essa tecnologia é utilizada até hoje na vacina Sabin, contra a poliomielite, nas vacinas contra sarampo, rubéola, febre amarela e de viroses por rotavírus.  A BCG é um exemplo de vacina atenuada contra uma doença bacteriana, a tuberculose.  Hoje, ainda não temos vacina contra a covid-19 produzida dessa forma.

Outra tecnologia de produção de vacinas utiliza um agente imunizante inativado, morto. Essa inativação impede sua replicação, mas preserva suas estruturas de modo a induzir uma resposta imune. A Coronavac®, contra o Sars-CoV-2, é um exemplo, assim como as vacinas contra hepatite A e raiva. No entanto, essa tecnologia produz um estímulo mais transitório do sistema de defesa, bem como uma eficácia reduzida quando comparada àquela utilizanda nos imunizantes produzidos com agentes atenuados e, frequentemente, requerem mais de uma dose para garantir uma resposta imune adequada.

Um passo definitivo no desenvolvimento de novas vacinas foi a tecnologia do DNA recombinante.  Descoberta no final da década de 1970, essa tecnologia foi avançando com a ciência.  Para contar em poucas palavras o que exigiu décadas de pesquisa, hoje é possível retirar fragmentos da informação genética (DNA ou RNA) de células, bactérias ou vírus, inseri-los em uma segunda célula, bactéria ou vírus, onde estimulam a produção de uma proteína codificada pela informação genética transferida.

A primeira proteína humana produzida por meio da tecnologia recombinante para utilização como medicamento foi a interferon alfa para o tratamento de leucemia. Desde então, essa tecnologia se espalhou e, hoje, está presente em nosso dia a dia, com enorme impacto na qualidade de vida, permitindo desenvolvimento de medicamentos, alimentos etc. Várias vacinas atualmente disponíveis são produzidas dessa forma, incluindo quatro contra a covid-19, que usam o RNA do vírus Sars-CoV-2.

Em comum, esses quatro imunizantes contra o coronavírus (Universidade de Oxford/AstraZeneca, Janssen, Pfizer/BioNTech e Moderna) levam para o indivíduo vacinado a informação genética do Sars-CoV-2 necessária para a produção da proteína Spike, responsável pela entrada do vírus na célula.  Uma vez dentro das células, o vírus libera seu RNA mensageiro e esse instrui a célula a produzir todas as proteínas e a multiplicar seu próprio RNA mensageiro para a produção de novas partículas do vírus.  Assim, ao produzirmos uma resposta imune contra essa proteína Spike, podemos impedir a entrada do vírus nas células e a sua replicação.

As vacinas desenvolvidas pela Universidade de Oxford em parceria com a AstraZeneca e pela Janssen utilizam um vetor viral, o adenovírus, que carrega a informação genética (DNA recombinante, cDNA) do vírus Sars-CoV-2 para a produção da proteína Spike.

Os imunizantes desenvolvidos pela Pfizer em colaboração com a BioNTech e pela Moderna são, sem dúvida, as mais inovadoras.  Elas utilizam uma cópia sintética (produzida em laboratório) do RNA mensageiro (mRNA) do Sars-CoV-2 que codifica a proteína Spike.  Esse mRNA é protegido por uma camada de gordura, evitando sua degradação e permitindo que seja utilizado diretamente como vacina. Essa gotícula de gordura contendo o material genético do Sars-CoV-2 é reconhecida pelas células e, mais uma vez, o mRNA instrui a célula a produzir a proteína Spike, desencadeando a resposta por anticorpos e a resposta celular.

Nas tecnologias utilizadas por esses quatro imunizantes, as mudanças de sequência do RNA mensageiro ou do cDNA são mais prontamente realizadas se comparadas às vacinas de vírus inativado, que requerem sempre o crescimento das novas variantes em laboratório. Isso se torna muito relevante frente ao aparecimento de variantes do Sars-CoV-2, que implica a atualização das vacinas, utilizando novas versões da proteína Spike que melhor representam as variantes virais em circulação. A melhoria é necessária para garantir a eficácia das vacinas na inibição da replicação dos vírus, principalmente pela ação dos anticorpos.

O desenvolvimento científico representado por essas tecnologias (vetores virais e RNAm) representa enormes avanços do conhecimento e abre novas possibilidades na medicina. O impacto de todo esse conhecimento pode ser facilmente traduzido em números: relatório da Organização Mundial da Saúde estima que, atualmente, vacinas evitam a morte de 2,5 milhões de pessoas todos os anos.  Ademais, a vacinação em massa tem reduzido ou erradicado doenças como poliomielite e varíola. Diante disso, cabe a nós ter orgulho, pois o Brasil tem um dos mais renomados programas de vacinação pública do mundo, também considerado o maior. Vivemos um universo novo, uma realidade diferente, porém mesmo diante desse cenário, temos testemunhado feitos na ciência que são, de fato, extraordinários.

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Dr. Luiz Fernando Reis, colunista quinzenal no TecMundo, é diretor de Ensino e Pesquisa do Hospital Sírio-Libanês, área responsável pela geração, aplicação e disseminação de conhecimento que traz valor para a sociedade brasileira e fomenta uma melhor prática de assistência à saúde. Formado em Bioquímica pela Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), em Minas Gerais, Luiz é doutor em Microbiologia e Imunologia pela New York University School of Medicine (Estados Unidos) e pós-doutor em Biologia Molecular pela Universidade de Zurique (Suíça).

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