Estudo: A aplicação de vacinas diretamente nos pulmaµes pode aumentar as respostas imunola³gicas a infecções respirata³rias ou câncer de pulma£o
Os pesquisadores do MIT desenvolveram agora uma estratanãgia de vacinação que pode criar um exanãrcito de células T que estãoprontas e esperando nessassuperfÍcies, oferecendo uma resposta mais rápida aos invasores virais.
Peptadeos de antageno (verde) da nova vacina de ligação a albumina (anfifila, coluna da direita) foram mais bem retidos nos pulmaµes e drenando os ga¢nglios linfa¡ticos de camundongos do que a vacina de controle (solaºvel, coluna da esquerda). Crédito: Rakhra et al., Sei. Immunol. 6, e a sauna003 (2021)
Muitos varus infectam seus hospedeiros por meio desuperfÍcies mucosas, como o revestimento do trato respirata³rio. Os pesquisadores do MIT desenvolveram agora uma estratanãgia de vacinação que pode criar um exanãrcito de células T que estãoprontas e esperando nessassuperfÍcies, oferecendo uma resposta mais rápida aos invasores virais.
Os pesquisadores mostraram que poderiam induzir uma forte resposta de células T de memória nos pulmaµes de camundongos, dando-lhes uma vacina modificada para se ligar a uma proteana naturalmente presente no muco. Isso pode ajudar a transportar a vacina atravanãs das barreiras mucosas, como o revestimento dos pulmaµes.
"Neste artigo, focamos especificamente nas respostas das células T que seriam aºteis contra varus ou ca¢ncer, e nossa ideia era usar essa proteana, a albumina, como uma espanãcie de cavalo de Tra³ia para fazer a vacina atravessar a barreira da mucosa", disse Darrell Irvine, o autor saªnior do estudo, que éo Underwood-Prescott Professor com nomeações nos departamentos de Engenharia Biola³gica e Ciência e Engenharia de Materiais; um diretor associado do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Ca¢ncer do MIT; e membro do Ragon Institute of MGH, MIT e Harvard.
Além de proteger contra patógenos que infectam os pulmaµes, esses tipos de vacinas inaladas também podem ser usados ​​para tratar o câncer com meta¡stase para os pulmaµes ou atémesmo prevenir o desenvolvimento do câncer em primeiro lugar, dizem os pesquisadores.
A ex-pa³s-doutoranda do MIT Kavya Rakhra éa principal autora do estudo, que aparece hoje na Science Immunology . Outros autores incluem os associados técnicos Wuhbet Abraham e Na Li, pa³s-doutorado Chensu Wang, ex-aluno de graduação Kelly Moynihan Ph.D. 17, e os ex-técnicos de pesquisa Nathan Donahue e Alexis Baldeon.
Resposta local
A maioria das vacinas éadministrada por injeção no tecido muscular. No entanto, a maioria das infecções virais ocorre emsuperfÍcies mucosas, como pulmaµes e trato respirata³rio superior, trato reprodutivo ou trato gastrointestinal. Criar uma linha de defesa forte nesses locais pode ajudar o corpo a evitar infecções de maneira mais eficaz, diz Irvine.
"Em alguns casos, as vacinas administradas no maºsculo podem provocar imunidade nassuperfÍcies da mucosa, mas háum princapio geral de que se vocêvacinar atravanãs dasuperfÍcie da mucosa, vocêtende a obter uma proteção mais forte naquele local", diz Irvine. "Infelizmente, ainda não temos grandes tecnologias para a montagem de respostas imunola³gicas que protejam especificamente essassuperfÍcies mucosas."
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Ha¡ uma vacina nasal aprovada para a gripe e uma vacina oral para a febre tifa³ide, mas ambas consistem em varus vivos atenuados, que são mais capazes de atravessar as barreiras da mucosa. O laboratório de Irvine queria buscar uma alternativa: vacinas de peptadeos, que tem um perfil de segurança melhor e são mais fa¡ceis de fabricar, mas são mais difaceis de atravessar as barreiras mucosas.
Para tentar tornar as vacinas de peptadeos mais fa¡ceis de distribuir aos pulmaµes, os pesquisadores recorreram a uma abordagem que exploraram pela primeira vez em um estudo de 2014. Nesse artigo, Irvine e seus colegas descobriram que anexar vacinas de peptadeos a s proteanas de albumina, encontradas na corrente sanguínea, ajudaram os peptadeos a se acumularem nos na³dulos linfa¡ticos, onde poderiam ativar uma forte resposta das células T.
Essas vacinas foram administradas por injeção, como a maioria das vacinas tradicionais. Em seu novo estudo, os pesquisadores investigaram se a albumina também poderia ajudar as vacinas de peptadeos a atravessar as barreiras da mucosa, como as que cercam os pulmaµes. Uma das funções da albumina éajudar a manter a pressão osma³tica nos pulmaµes e pode passar facilmente pelo tecido epitelial que circunda os pulmaµes.
Para testar essa ideia, os pesquisadores anexaram uma cauda lipadica de ligação a albumina a uma vacina peptadica contra o varus vaccinia. A vacina também incluiu um adjuvante comumente usado chamado CpG, que ajuda a provocar uma resposta imunola³gica mais forte.
A vacina foi administrada por via intratraqueal, o que simula a exposição por inalação. Os pesquisadores descobriram que esse tipo de entrega gerou um aumento de 25 vezes nas células T de memória nos pulmaµes de camundongos, em comparação com a injeção da vacina modificada com albumina em um local muscular longe dos pulmaµes. Eles também mostraram que quando os camundongos foram expostos ao varus vaccinia meses depois, a vacina intramuscular não ofereceu proteção, enquanto todos os animais que receberam a vacina por via intratraqueal estavam protegidos.
Tumores direcionados
Os pesquisadores também testaram uma vacina contra o câncer de mucosa. Nesse caso, eles usaram um peptadeo encontrado em células de melanoma para imunizar camundongos. Quando os camundongos vacinados foram expostos a células de melanoma metasta¡tico, as células T nos pulmaµes foram capazes de elimina¡-las. Os pesquisadores também mostraram que a vacina pode ajudar a reduzir os tumores pulmonares existentes .
Esse tipo de resposta local poderia possibilitar o desenvolvimento de vacinas que evitassem a formação de tumores em órgãos específicos, por meio do direcionamento a antagenos comumente encontrados em células tumorais.
"Tanto nos experimentos com varus quanto com tumor, estamos aproveitando a ideia de que, como outras pessoas mostraram, essas células T de memória se instalam nos pulmaµes e ficam esperando bem ali na barreira. Assim que uma canãlula tumoral aparecer ou assim que um varus infectar a canãlula-alvo, as células T podem elimina¡-lo imediatamente ", diz Irvine.
Esta estratanãgia também pode ser útil para a criação de vacinas mucosas contra outros varus, como HIV, influenza ou SAR-CoV-2, diz Irvine. Seu laboratório agora estãousando a mesma abordagem para criar uma vacina que provoca uma forte resposta de anticorpos nos pulmaµes, usando o SARS-CoV-2 como alvo.