Nanoengenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram vacinas candidatas COVID-19 que podem suportar o calor. Seus principais ingredientes? Va­rus de plantas ou bactanãrias.

As novas vacinas COVID-19 sem geladeira ainda estãono esta¡gio inicial de desenvolvimento. Em camundongos, as vacinas candidatas desencadearam alta produção de anticorpos neutralizantes contra o SARS-CoV-2, o va­rus que causa o COVID-19. Se elas provarem ser seguras e eficazes para as pessoas, as vacinas podem ser uma grande virada de jogo para os esforços de distribuição global, incluindo aqueles em áreas rurais ou comunidades com poucos recursos.

"O que éempolgante sobre a nossa tecnologia de vacina éque étermicamente esta¡vel, de modo que pode facilmente alcana§ar lugares onde instalar freezers de temperatura ultrabaixa ou ter caminhaµes circulando com esses freezers não serápossí­vel", disse Nicole Steinmetz, professor de nanoengenharia e diretor do Center for Nano-ImmunoEngineering da UC San Diego Jacobs School of Engineering.

As vacinas são detalhadas em um artigo publicado em 7 de setembro no Journal of the American Chemical Society .

Os pesquisadores criaram duas vacinas candidatas COVID-19. Um éfeito de um va­rus de planta , chamado va­rus do mosaico do feija£o-caupi. O outro éfeito de um va­rus bacteriano, ou bacteria³fago, chamado Q beta.

Ambas as vacinas foram feitas com receitas semelhantes. Os pesquisadores usaram plantas de feija£o-caupi e bactanãrias E. coli para cultivar milhões de ca³pias do va­rus da planta e bacteria³fago, respectivamente, na forma de nanoparta­culas em forma de bola. Os pesquisadores coletaram essas nanoparta­culas e, em seguida, anexaram um pequeno pedaço da protea­na spike SARS-CoV-2 a superfÍcie. Os produtos acabados parecem um va­rus infeccioso, então o sistema imunológico pode reconhecaª-los, mas eles não são infecciosos em animais e humanos. O pequeno pedaço da protea­na espinhosa preso a superfÍcie éo que estimula o corpo a gerar uma resposta imunola³gica contra o coronava­rus.

Os pesquisadores observam várias vantagens do uso de va­rus de plantas e bacteria³fagos para fazer suas vacinas. Por um lado, eles podem ser fa¡ceis e baratos de produzir em grande escala. “O cultivo de plantas érelativamente fa¡cil e envolve infraestrutura não muito sofisticada”, disse Steinmetz. "E a fermentação com bactanãrias já éum processo estabelecido na indústria biofarmacaªutica."

Outra grande vantagem éque os va­rus da planta e as nanoparta­culas de bacteria³fagos são extremamente esta¡veis ​​em altas temperaturas. Como resultado, as vacinas podem ser armazenadas e enviadas sem a necessidade de serem mantidas resfriadas. Eles também podem ser submetidos a processos de fabricação que usam calor. A equipe estãousando esses processos para embalar suas vacinas em implantes de pola­mero e adesivos de microagulha. Esses processos envolvem misturar as vacinas candidatas com polímeros e derretaª-los juntos em um forno a temperaturas próximas a 100 graus Celsius. Ser capaz de misturar diretamente o va­rus da planta e as nanoparta­culas de bacteria³fago com os polímeros desde o ini­cio torna mais fa¡cil e direto criar implantes e adesivos para vacinas.

O objetivo édar a s pessoas mais opções para obter uma vacina COVID-19 e torna¡-la mais acessa­vel. Os implantes, que são injetados por baixo da pele e liberam a vacina lentamente ao longo de um maªs, são precisariam ser administrados uma vez. E os adesivos de microagulha, que podem ser usados ​​no braa§o sem dor ou desconforto, permitiriam a s pessoas autoadministrarem a vacina.

"Imagine se os adesivos de vacina pudessem ser enviados a s caixas de correio de nossas pessoas mais vulnera¡veis, em vez de deixa¡-los deixar suas casas e se expor ao risco", disse Jon Pokorski, professor de nanoengenharia da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs, cuja equipe desenvolveu a tecnologia para fazer os implantes e os adesivos de microagulha.

"Se as cla­nicas pudessem oferecer um implante de dose única para aqueles que teriam realmente dificuldade em fazer sua segunda injeção, isso ofereceria proteção para mais da população e podera­amos ter uma chance melhor de deter a transmissão", acrescentou Pokorski , que também émembro fundador do corpo docente do Instituto de Descoberta e Design de Materiais da universidade.

Nos testes, as vacinas candidatas COVID-19 da equipe foram administradas a camundongos por meio de implantes, adesivos de microagulha ou como uma sanãrie de duas injeções. Todos os três manãtodos produziram altos na­veis de anticorpos neutralizantes no sangue contra o SARS-CoV-2.

Esses mesmos anticorpos também neutralizaram o va­rus SARS, descobriram os pesquisadores.

Tudo se resume a um pedaço da protea­na do pico do coronava­rus que estãoligada a superfÍcie das nanopartículas Uma dessas pea§as que a equipe de Steinmetz escolheu, chamada de epa­topo, équase idaªntica entre o SARS-CoV-2 e o va­rus SARS original.

"O fato de que a neutralização étão profunda com um epa­topo que étão bem conservado entre outro coronava­rus mortal énota¡vel", disse o coautor Matthew Shin, Ph.D. em nanoengenharia. estudante no laboratório de Steinmetz. "Isso nos da¡ esperana§a para uma vacina potencial de pan-coronava­rus que pode oferecer proteção contra futuras pandemias."

Outra vantagem deste epa­topo particular éque ele não éafetado por nenhuma das mutações SARS-CoV-2 que foram relatadas atéagora. Isso porque esse epa­topo vem de uma regia£o da protea­na do pico que não se liga diretamente a s células. Isso édiferente dos epa­topos nas vacinas COVID-19 atualmente administradas, que vão da regia£o de ligação da protea­na do pico. Esta éuma regia£o onde muitas das mutações ocorreram. E algumas dessas mutações tornaram o va­rus mais contagioso.

Epa­topos de uma regia£o não vinculante são menos propensos a sofrer essas mutações, explicou Oscar Ortega-Rivera, um pesquisador de pa³s-doutorado no laboratório de Steinmetz e primeiro autor do estudo. "Com base em nossas análises de sequaªncia, o epa­topo que escolhemos éaltamente conservado entre as variantes do SARS-CoV-2."

Isso significa que as novas vacinas COVID-19 podem ser potencialmente eficazes contra as variantes em questão, disse Ortega-Rivera, e os testes estãoem andamento para ver o efeito que tem contra a variante Delta, por exemplo.

Outra coisa que deixa Steinmetz muito animado com essa tecnologia de vacina éa versatilidade que ela oferece para fazer novas vacinas. "Mesmo que essa tecnologia não tenha impacto sobre o COVID-19, ela pode ser rapidamente adaptada para a próxima ameaa§a, o pra³ximo va­rus X", disse Steinmetz.

A produção dessas vacinas, diz ela, é"plug and play": crie va­rus de plantas ou nanoparta­culas de bacteria³fagos de plantas ou bactanãrias, respectivamente, e coloque um pedaço do va­rus, pata³geno ou biomarcador alvo nasuperfÍcie.

"Usamos as mesmas nanoparta­culas, os mesmos polímeros, o mesmo equipamento e a mesma química para colocar tudo junto. A única varia¡vel realmente éo anta­geno que colamos nasuperfÍcie", disse Steinmetz.

As vacinas resultantes não precisam ser mantidas resfriadas. Eles podem ser embalados em implantes ou adesivos de microagulha . Ou podem ser administrados diretamente da maneira tradicional por meio de injeções.

Os laboratórios de Steinmetz e Pokorski usaram essa receita em estudos anteriores para fazer vacinas candidatas para doenças como HPV e colesterol . E agora eles mostraram que ele funciona para fazer vacinas candidatas COVID-19 também.

As vacinas ainda tem um longo caminho a percorrer antes de chegarem aos ensaios clínicos. Seguindo em frente, a equipe testara¡ se as vacinas protegem contra a infecção do COVID-19, bem como suas variantes e outros coronava­rus mortais, in vivo.