Embora muitas pessoas empaíses mais ricos tenham sido vacinadas contra o COVID-19, ainda hánecessidade de vacinação em grande parte do mundo. Uma nova vacina desenvolvida no MIT e no Beth Israel Deaconess Medical Center pode ajudar nesses esforços, oferecendo uma alternativa barata, fa¡cil de armazenar e eficaz a s vacinas de RNA.

Em um novo artigo, os pesquisadores relatam que a vacina, que compreende fragmentos da protea­na spike SARS-CoV-2 disposta em uma parta­cula semelhante a um va­rus, provocou uma forte resposta imune e protegeu os animais contra o desafio viral.

A vacina foi projetada para que possa ser produzida por leveduras, usando instalações de fermentação que já existem em todo o mundo. O Serum Institute of India, o maior fabricante mundial de vacinas, estãoagora produzindo grandes quantidades da vacina e estãorealizando um ensaio cla­nico na áfrica.

"Ainda háuma população muito grande que não tem acesso a s vacinas COVID. As vacinas de subunidades proteicas são uma tecnologia de baixo custo e bem estabelecida que pode fornecer um suprimento consistente e éaceita em muitas partes do mundo", diz J. Christopher Love, Raymond A. e Helen E. St. Laurent Professor de Engenharia Quí­mica no MIT e membro do Koch Institute for Integrative Cancer Research e do Ragon Institute of MGH, MIT e Harvard.

Love e Dan Barouch, diretor do Centro de Virologia e Pesquisa de Vacinas do Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) e professor da Harvard Medical School, são os principais autores do artigo, que aparece hoje na Science Advances . Os principais autores do artigo são os estudantes de pós-graduação do MIT Neil Dalvie e Sergio Rodriguez-Aponte, e Lisa Tostanoski, pa³s-doutoranda no BIDMC.

O laboratório de Love, trabalhando em estreita colaboração com o laboratório de Barouch no BIDMC, começou a trabalhar em uma vacina COVID-19 no ini­cio de 2020. Seu objetivo era produzir uma vacina que não fosse apenas eficaz, mas também fa¡cil de fabricar. Para isso, eles se concentraram em vacinas de subunidades proteicas, um tipo de vacina que consiste em pequenos pedaço s de protea­nas virais. Va¡rias vacinas existentes, incluindo uma para hepatite B, foram feitas usando essa abordagem.

"Em lugares do mundo onde o custo continua sendo um desafio, as vacinas de subunidade podem resolver isso. Elas também podem resolver algumas das hesitações em torno de vacinas baseadas em tecnologias mais recentes", diz Love.

Outra vantagem das vacinas de subunidade de protea­na éque elas podem ser armazenadas sob refrigeração e não requerem as temperaturas de armazenamento ultrafrio que as vacinas de RNA exigem.

Para sua vacina de subunidade, os pesquisadores decidiram usar um pequeno pedaço da protea­na spike SARS-CoV-2, o doma­nio de ligação ao receptor (RBD). No ini­cio da pandemia, estudos em animais sugeriram que esse fragmento de protea­na sozinho não produziria uma resposta imune forte, então, para torna¡-lo mais imunogaªnico, a equipe decidiu exibir muitas ca³pias da protea­na em uma parta­cula semelhante a um va­rus. Eles escolheram o anta­geno desuperfÍcie da hepatite B como seu andaime e mostraram que, quando revestidos com fragmentos de SARS-CoV-2 RBD, essa parta­cula gerou uma resposta muito mais forte do que a protea­na RBD por conta própria.

Os pesquisadores também queriam garantir que sua vacina pudesse ser fabricada com facilidade e eficiência. Muitas vacinas de subunidades de protea­nas são fabricadas usando células de mama­feros, que podem ser mais difa­ceis de trabalhar. A equipe do MIT projetou a protea­na RBD para que pudesse ser produzida pela levedura Pichia pastoris , que érelativamente fa¡cil de crescer em um biorreator industrial.

Cada um dos dois componentes da vacina oso fragmento de protea­na RBD e a parta­cula da hepatite B ospode ser produzido separadamente em levedura. A cada componente, os pesquisadores adicionaram uma etiqueta pepta­dica especializada que se liga a uma etiqueta encontrada no outro componente, permitindo que fragmentos de RBD sejam anexados a spartículas do va­rus depois que cada um éproduzido.

A Pichia pastoris já éusada para produzir vacinas em biorreatores em todo o mundo. Uma vez que os pesquisadores tinham suas células de levedura engenheiradas prontas, eles as enviaram para o Serum Institute, que aumentou a produção rapidamente.

"Uma das principais coisas que separa nossa vacina de outras vacinas éque as instalações para fabricar vacinas nesses organismos de levedura já existem em partes do mundo onde as vacinas ainda são mais necessa¡rias hoje", diz Dalvie.

Depois que os pesquisadores prepararam a vacina candidata, eles a testaram em um pequeno teste em primatas não humanos. Para esses estudos, eles combinaram a vacina com adjuvantes que já são usados ​​em outras vacinas: ou hidra³xido de aluma­nio (alum) ou uma combinação de alaºmen e outro adjuvante chamado CpG.

Nesses estudos, os pesquisadores mostraram que a vacina gerou na­veis de anticorpos semelhantes aos produzidos por algumas das vacinas COVID-19 aprovadas, incluindo a vacina Johnson e Johnson. Eles também descobriram que, quando os animais foram expostos ao SARS-CoV-2, as cargas virais em animais vacinados foram muito menores do que as observadas em animais não vacinados.

Para essa vacina, os pesquisadores usaram um fragmento RBD baseado na sequaªncia da cepa original SARS-CoV-2 que surgiu no final de 2019. Desde então, eles incorporaram duas mutações (semelhantes a s identificadas no Delta e Lambda naturais variantes) que a equipe descobriu anteriormente para melhorar a produção e a imunogenicidade em comparação com a sequaªncia ancestral, para os ensaios clínicos atuais .

A abordagem de anexar um RBD de imuna³geno a uma parta­cula semelhante a um va­rus oferece um sistema do tipo "plug and display" que pode ser usado para criar vacinas semelhantes, dizem os pesquisadores.

"Podera­amos fazer mutações que foram vistas em algumas das novas variantes, adiciona¡-las ao RBD, mas manter toda a estrutura igual e fazer novas vacinas candidatas", diz Rodriguez-Aponte. "Isso mostra a modularidade do processo e a eficiência com que vocêpode editar e criar novos candidatos."

Se os ensaios clínicos mostrarem que a vacina fornece uma alternativa segura e eficaz a s vacinas de RNA existentes, os pesquisadores esperam que ela possa não apenas ser útil para vacinar pessoas empaíses que atualmente tem acesso limitado a vacinas, mas também permitir a criação de reforços que ofereceria proteção contra uma variedade maior de cepas de SARS-CoV-2 ou outros coronava­rus.

“Em princa­pio, essa modularidade permite considerar a adaptação a novas variantes ou fornecer um reforço de proteção mais pan-coronava­rus”, diz Love.