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Plataforma de vacina intranasal tem potencial para vacinas mais eficazes, menos efeitos colaterais
A pandemia de COVID-19 em andamento está lançando um forte foco no desenvolvimento de vacinas.
Por Centro Médico da Universidade de Chicago - 08/08/2020


Uma imagem de nanofibras de peptídeo automontadas, que estão atualmente sob investigação para vacinas projetadas. Crédito: Collier Lab.

A pandemia de COVID-19 em andamento está lançando um forte foco no desenvolvimento de vacinas. À medida que inúmeras vacinas passam por testes clínicos, médicos e pesquisadores continuam trabalhando no desenvolvimento de novas tecnologias de vacinas para gerar as vacinas mais eficazes com o menor número de efeitos colaterais.

Um novo estudo de prova de conceito realizado por pesquisadores da Universidade de Chicago e da Universidade Duke demonstra o potencial de uma dessas plataformas, usando nanofibras peptídicas de montagem automática marcadas com antígenos para preparar o sistema imunológico contra uma possível invasão.

Sua pesquisa, publicada na Science Advances em 7 de agosto de 2020, mostrou que essas nanofibras podem induzir uma resposta imune e ativar células T sem o uso de adjuvantes adicionais, que podem induzir inflamação e estão associados a efeitos colaterais comuns de vacinas, como dor no local da injeção ou febre baixa.

"Queríamos entender como o corpo processou esse sistema de nanofibras, desde sua primeira interação com o sistema imunológico até o ponto em que levou a uma resposta imunológica completa", disse a co-autora Anita Chong, Ph.D., professora de cirurgia na Universidade de Chicago Medicine. "A fim de visualizar a absorção das nanofibras, decidimos tentar a via intranasal, porque ela nos daria acesso às células dendríticas nos pulmões e rastreava seu movimento nos linfonodos que drenavam".

Revestindo as superfícies dos pulmões e intestinos, as células dendríticas atuam como um primeiro ponto de contato para o sistema imunológico inato. Essas células se ligam e devoram os antígenos encontrados na superfície dos patógenos invasores, depois se voltam e apresentam os antígenos em sua própria superfície celular para outras células do sistema imunológico, incluindo as células T e B. Isso permite que as células T iniciem uma resposta imune e se preparem para defender o corpo contra bactérias, fungos ou vírus invasores.

"Vimos que as fibras peptídicas por si só geraram uma forte resposta imunológica por meio da via intranasal", disse Collier. "Esta rota é ótima para a adesão à vacina, porque não envolve uma agulha. Algumas pessoas têm dificuldade em lidar com agulhas, inclusive eu! Elas podem induzir uma resposta vasovagal, fazendo com que as pessoas percam a consciência, e é difícil de controlar. Eliminação agulhas de uma plataforma de vacina podem ajudar com este problema e podem significar que mais pessoas irão procurar a vacina. "


No estudo, os pesquisadores utilizaram sua plataforma de nanofibras para testar um tipo específico de vacina, chamada de vacina de subunidade, que usa apenas uma proteína específica destinada a atuar como o antígeno principal para estimular uma resposta imune. Isso contrasta com outros tipos de vacinas, como vacinas vivas atenuadas ou inativadas, que desafiam o sistema imunológico ao introduzir todo o vírus, de forma menos virulenta ou inativa.
 
Cada tipo de vacina tem suas vantagens e desvantagens; vacinas vivas atenuadas podem oferecer a maior proteção, mas, por conterem o patógeno real, freqüentemente não podem ser usadas em pacientes com sistema imunológico enfraquecido.

"A principal vantagem das vacinas de subunidade é a segurança, uma vez que não envolvem a replicação de patógenos vivos", disse o primeiro autor Youhui Si, Ph.D., um cientista pesquisador da UChicago. “Por outro lado, para aumentar sua eficácia, as vacinas de subunidades requerem adjuvantes e doses repetidas para induzir imunidade duradoura contra a doença”.

Os adjuvantes têm a grande desvantagem de provocar inflamação. "Isso torna difícil encontrar o equilíbrio entre obter uma resposta imune forte o suficiente e tornar a vacina o mais segura e livre de efeitos colaterais possível", disse o coautor Joel Collier, Ph.D., professor associado de engenharia biomédica na Duke University.

"A fibra que desenvolvemos é única no sentido de que não requer aquela inflamação", continuou ele. "O próprio andaime parece ser capaz de ativar as células dendríticas para desencadear a resposta imunológica. Mas, antes de agora, não tínhamos nenhum entendimento real de quais vias estavam envolvidas neste processo, então este estudo fornece algumas dicas sobre o que está acontecendo em."

Os pesquisadores dizem que não requerer adjuvantes tem muitas vantagens. "Além dos problemas de inflamação, os adjuvantes exigem que as vacinas sejam mantidas em armazenamento refrigerado", disse Chong. "Sem eles, os peptídeos são bastante estáveis ​​ao calor e podem ser entregues como um pó seco para ser reconstituído em nanofibras no local, tornando mais fácil obter vacinas em áreas com recursos limitados."

Os pesquisadores acreditam que a principal força de seu andaime de nanofibra é que ele fornece uma estrutura física que apresenta os antígenos às células dendríticas , tornando mais fácil para o sistema imunológico inato reconhecer os antígenos e iniciar uma resposta.

"Acho que não tem havido atenção suficiente para a compreensão da estrutura física que cerca os antígenos e das informações que a estrutura fornece ao sistema imunológico ", disse Chong. "Este sistema vai nos permitir separar os sinais que são entregues por uma estrutura física ; eles são complementares ou distintos dos adjuvantes químicos solúveis?"

Embora o objetivo principal do estudo seja descobrir o mecanismo pelo qual as nanofibras podem induzir uma resposta imune, os resultados também demonstram que essa plataforma tem grande potencial para gerar vacinas intranasais seguras e eficazes.

"Vimos que as fibras peptídicas por si só geraram uma forte resposta imunológica por meio da via intranasal", disse Collier. "Esta rota é ótima para a adesão à vacina, porque não envolve uma agulha. Algumas pessoas têm dificuldade em lidar com agulhas, inclusive eu! Elas podem induzir uma resposta vasovagal, fazendo com que as pessoas percam a consciência, e é difícil de controlar. Eliminação agulhas de uma plataforma de vacina podem ajudar com este problema e podem significar que mais pessoas irão procurar a vacina. "

Essa plataforma também permitiria aos médicos e cientistas marcar com mais precisão a resposta imunológica para fornecer a melhor proteção contra uma doença. Eles forneceram o exemplo do SARS-CoV-2, o novo coronavírus que causa o COVID-19, como um exemplo em que poder ajustar a resposta imune e entregar a vacina diretamente aos tecidos mais afetados pode ser benéfico.

"Não sabemos ainda quais antígenos serão mais protetores contra COVID-19", disse Collier. "Isso nos permitiria atingir e produzir anticorpos e células T de maneira muito precisa que fornecerão a maior proteção."

Os pesquisadores disseram que a plataforma intranasal e a plataforma sublingual semelhante, que envolve a aplicação da vacina sob a língua, têm muito potencial. "Essas vias não são apenas isentas de agulhas, o que torna o acesso mais fácil e confortável para as pessoas, mas também podem provocar uma resposta imunológica diretamente nos pulmões ou nos tecidos da mucosa", disse Chong. “Muitas infecções ocorrem através das vias oral e respiratória, incluindo COVID-19, então ser capaz de desencadear essa resposta imunológica na área certa do corpo é muito útil e pode tornar a vacina mais protetora”.

 

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