As vacinas de ácido nucleico usam mRNA para dar instruções às células sobre como produzir uma proteína desejada. Livre de Direito/iStock via Getty Images
As duas vacinas contra o coronavírus mais bem-sucedidas desenvolvidas nos EUA – as vacinas Pfizer e Moderna – são ambas vacinas de mRNA. A ideia de usar material genético para produzir uma resposta imune abriu um mundo de pesquisas e potenciais usos médicos muito fora do alcance das vacinas tradicionais. Deborah Fuller é microbiologista da Universidade de Washington, que estuda vacinas genéticas há mais de 20 anos. Conversamos com ela sobre o futuro das vacinas de mRNA para o podcast The Conversation Weekly. Abaixo estão trechos dessa conversa que foram editados para maior extensão e clareza.
Há quanto tempo as vacinas baseadas em genes estão em desenvolvimento?
Esse tipo de vacina está em andamento há cerca de 30 anos. As vacinas de ácido nucleico são baseadas na ideia de que o DNA produz RNA e, em seguida, o RNA produz proteínas. Para qualquer proteína, uma vez que conhecemos a sequência ou o código genético, podemos projetar uma molécula de mRNA ou DNA que leva as células de uma pessoa a começar a produzi-la.
Quando pensamos na ideia de colocar um código genético nas células de alguém, estávamos estudando tanto o DNA quanto o RNA. As vacinas de mRNA não funcionaram muito bem no início. Elas eram instáveis e eles causaram respostas imunes muito fortes que foram não necessariamente desejável. Por muito tempo, as vacinas de DNA ocuparam o primeiro lugar, e o primeiros ensaios clínicos foram com uma vacina de DNA.
Mas cerca de sete ou oito anos atrás, as vacinas de mRNA começaram a assumir a liderança. Os pesquisadores resolveram muitos dos problemas – notadamente o instabilidade – e descobriu novas tecnologias para entregar mRNA em células e formas de modificar a sequência de codificação para tornar as vacinas muito mais seguras para uso em humanos.
Uma vez resolvidos esses problemas, a tecnologia estava realmente pronta para se tornar uma ferramenta revolucionária para a medicina. Isso foi justamente quando o COVID-19 chegou.
O que diferencia as vacinas de ácido nucleico das vacinas tradicionais?
A maioria das vacinas induz respostas de anticorpos. Os anticorpos são o principal mecanismo imunológico que bloqueia infecções. Quando começamos a estudar as vacinas de ácido nucleico, descobrimos que, como essas vacinas são expressas dentro de nossas células, elas também eram muito eficaz na indução de uma resposta de células T. Essa descoberta realmente levou a reflexões adicionais sobre como os pesquisadores poderiam usar vacinas de ácido nucleico não apenas para doenças infecciosas, mas também para imunoterapia para tratar câncer e doenças infecciosas crônicas – como HIV, hepatite B e herpes – bem como distúrbios autoimunes e até mesmo para terapia genética. .
Como uma vacina pode tratar cânceres ou doenças infecciosas crônicas?
As respostas das células T são muito importantes para identificar células infectadas com doenças crônicas e células cancerígenas aberrantes. Eles também desempenham um grande papel na eliminação dessas células do corpo.
Quando uma célula se torna cancerosa, ela começa a produzir neoantígenos. Em casos normais, o sistema imunológico detecta esses neoantígenos, reconhece que algo está errado com a célula e a elimina. A razão pela qual algumas pessoas desenvolvem tumores é que seu sistema imunológico não é capaz de eliminar as células tumorais, então as células se propagam.
Com uma vacina de mRNA ou DNA, o objetivo é tornar seu corpo mais capaz de reconhecer os neoantígenos muito específicos que a célula cancerosa produziu. Se o seu sistema imunológico puder reconhecê-los e vê-los melhor, ele atacar as células cancerosas e eliminá-las do corpo.
Essa mesma estratégia pode ser aplicada ao eliminação de infecções crônicas como HIV, hepatite B e herpes. Esses vírus infectam o corpo humano e permanecem no corpo para sempre, a menos que o sistema imunológico os elimine. Semelhante à maneira como as vacinas de ácido nucleico podem treinar o sistema imunológico para eliminar células cancerígenas, elas podem ser usadas para treinar nossas células imunológicas a reconhecer e eliminar células cronicamente infectadas.
Qual é a situação dessas vacinas?
Alguns dos primeiros ensaios clínicos de vacinas de ácido nucleico aconteceram na década de 1990 e foram para o câncer, particularmente para melanoma.
Hoje, há um número de ensaios clínicos de mRNA em andamento para o tratamento de melanoma, câncer de próstata, câncer de ovário, câncer de mama, leucemia, glioblastoma e outros, e tem havido alguns resultados promissores. A Moderna anunciou recentemente resultados promissores com seu estudo de fase 1 usando mRNA para tratar tumores sólidos e linfoma
Há também muitos ensaios em andamento analisando vacinas de DNA contra o câncer, porque as vacinas de DNA são particularmente eficaz na indução de respostas de células T. Uma empresa chamada Inovio demonstrou recentemente um impacto significativo no câncer do colo do útero causado pelo vírus do papiloma humano em mulheres usando uma vacina de DNA.
As vacinas de ácido nucleico podem tratar doenças autoimunes?
Os distúrbios autoimunes ocorrem quando as células imunes de uma pessoa estão realmente atacando uma parte do próprio corpo da pessoa. Um exemplo disso é a esclerose múltipla. Se você tem esclerose múltipla, seu próprias células imunes estão atacando a mielina, uma proteína que reveste as células nervosas dos músculos.
A maneira de eliminar um distúrbio autoimune é modular suas células imunológicas para impedir que elas ataquem suas próprias proteínas. Ao contrário das vacinas, cujo objetivo é estimular o sistema imunológico a reconhecer melhor algo, o tratamento para doenças autoimunes busca amortecer o sistema imunológico para que ele pare de atacar algo que não deveria. Recentemente, os pesquisadores criaram uma vacina de mRNA que codifica uma proteína mielina com instruções genéticas ligeiramente ajustadas para evitar que ela estimule as respostas imunes. Em vez de ativar as células T normais que aumentam as respostas imunes, a vacina fez com que o corpo produzir células T reguladoras que suprimiu especificamente apenas as células T que estavam atacando a mielina.
Muitas doenças ocorrem quando as pessoas têm mutações ou faltam certos genes, e as vacinas de ácido nucleico podem atuar como substitutos temporários dos genes ausentes. ttsz/iStock via Getty Images
Alguma outra aplicação da nova tecnologia de vacinas?
A última aplicação é, na verdade, uma das primeiras coisas que os pesquisadores pensaram em usar vacinas de DNA e mRNA para: terapia genética. Algumas pessoas nascem sem certos genes. O objetivo da terapia genética é fornecer às células as instruções que faltam para produzir uma proteína importante.
Um ótimo exemplo disso é a fibrose cística, uma doença genética causada por mutações em um único gene. Usando DNA ou uma vacina de mRNA, os pesquisadores estão investigando a viabilidade de substituir essencialmente o gene ausente e permitir que o corpo de alguém produzir transitoriamente a proteína que falta. Uma vez que a proteína está presente, os sintomas podem desaparecer, pelo menos temporariamente. O mRNA não persistiria por muito tempo no corpo humano, nem se integraria aos genomas das pessoas ou alteraria o genoma de alguma forma. Portanto, seriam necessárias doses adicionais à medida que o efeito desaparecesse.
A pesquisa mostrou que esse conceito é viável, mas ainda precisa de algum trabalho.
Sobre o autor
Débora Fuller, Professor de Microbiologia da Faculdade de Medicina, Universidade de Washington
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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