- Uma vacina COVID-19 baseada em nanopartículas pode ser barata, segura e eficaz.
- O estudo pré-clínico sugere que uma única dose de uma vacina baseada em nanopartículas pode fornecer imunidade robusta.
- Pode ser mais fácil de armazenar e transportar do que as vacinas disponíveis atualmente.
O controle da pandemia de COVID-19 dependerá não apenas de vacinas seguras e eficazes, mas também da distribuição de bilhões de doses relativamente baratas.
Embora as vacinas baseadas em mRNA , como as desenvolvidas pela Pfizer e Moderna, sejam altamente eficazes e de rápido desenvolvimento, sua fabricação é cara e deve ser armazenada em temperaturas muito baixas.
Para a vacina Pfizer, isso envolve o armazenamento em um freezer especial a uma temperatura entre -80 e -60 GC .
A Pfizer e a Moderna também recomendam que suas respectivas vacinas sejam injetadas em duas doses com várias semanas de intervalo para maximizar sua eficácia.
Esses fatores apresentam desafios para os países de baixa e média renda.
As vacinas convencionais baseadas em vírus inativados, enfraquecidos ou geneticamente modificados podem ser altamente eficazes e são mais fáceis de armazenar e transportar.
No entanto, eles demoram muito para se desenvolver e são mais propensos a causar efeitos colaterais.
Os bioquímicos da Universidade de Stanford, CA, criaram um protótipo de uma vacina COVID-19 baseada em nanopartículas que eles acreditam que não só seria barata, segura e eficaz, mas também permaneceria estável em temperatura ambiente.
Eles estão até esperançosos de que sua vacina possa ser enviada e armazenada como um pó liofilizado.
Os cientistas publicaram recentemente os resultados de um estudo pré-clínico da vacina de nanopartículas na revista ACS Central Science .
“Nosso objetivo é fazer uma vacina de injeção única que não exija uma cadeia de frio para armazenamento ou transporte”, disse o autor sênior, Dr. Peter S. Kim, da Virgínia, e DK Ludwig Professor de Bioquímica em Stanford. “A população-alvo da nossa vacina são os países de baixa e média renda.”
Proteína Contendo Ferro
A vacina candidata de Stanford é baseada em nanopartículas de uma proteína que contém ferro chamada ferritina. Cada nanopartícula de ferritina é cravejada com várias das proteínas de pico que o vírus usa para penetrar em suas células hospedeiras.
Antes da pandemia, o laboratório do Dr. Kim vinha desenvolvendo uma vacina à base de ferritina contra o vírus Ebola .
Pesquisas anteriores sugerem que vacinar animais de laboratório com nanopartículas decoradas com proteínas virais – que efetivamente imitam vírus inteiros – provoca uma resposta imunológica mais forte do que injetá-los com as proteínas virais isoladas.
Quando a pandemia atingiu, os bioquímicos adaptaram rapidamente esta abordagem para atingir o SARS-CoV-2, o vírus que causa o COVID-19.
Primeiro, eles formularam uma versão abreviada do pico do vírus que é mais fácil de sintetizar e usar. Eles ligaram esses picos encurtados a nanopartículas de ferritina e, em seguida, usaram a microscopia eletrônica para confirmar que tinham a estrutura correta.
Em camundongos, eles compararam o desempenho desta vacina de nanopartículas com outras quatro vacinas:
- nanopartículas cravejadas de pontas de comprimento total
- pontas de comprimento total sozinhas
- pontas encurtadas sozinhas
- a parte do pico que se liga às células hospedeiras, conhecida como domínio de ligação ao receptor
Uma única dose de cada vacina de nanopartículas provocou o sistema imunológico dos animais a produzir anticorpos “neutralizantes”. Estes são os tipos de anticorpos mais eficazes porque bloqueiam a entrada do vírus nas células hospedeiras.
Após uma única dose, os níveis desses anticorpos eram quase duas vezes maiores que os níveis médios encontrados no sangue de pacientes que haviam se recuperado recentemente de COVID-19.
A mesma dose das outras vacinas, entretanto, produziu poucos ou nenhum anticorpo neutralizante nos camundongos.
Todas as vacinas produziram anticorpos neutralizantes após uma segunda dose, mas as nanopartículas com picos encurtados tiveram um desempenho melhor do que todas as outras vacinas, após uma ou duas doses.
Os pesquisadores alertam que sua vacina COVID-19 baseada em nanopartículas ainda é um trabalho em andamento, no entanto.
“Este é um estágio muito inicial e ainda há muito trabalho a ser feito”, diz Abigail Powell, uma ex-estudante de pós-doutorado no laboratório da Dra. Kim e autora principal do artigo. “Mas achamos que é um ponto de partida sólido para o que poderia ser um regime de vacina de dose única que não depende do uso de um vírus para gerar anticorpos protetores após a vacinação.”
Os cientistas estão aprimorando sua vacina candidata com o objetivo de iniciar testes clínicos em humanos.
Crucialmente, eles mostraram que, em uma emergência, é possível desenvolver uma vacina baseada em nanopartículas contra um novo patógeno com extrema rapidez.
“Normalmente leva uma década para fazer uma vacina, se você tiver sucesso”, diz o Dr. Kim. “Isso é sem precedentes.”
Powell estima que levou apenas 4 semanas desde o início até os primeiros testes em ratos.
“Todos tinham muito tempo e energia para se dedicar ao mesmo problema científico”, diz ela. “É um cenário único. Eu realmente não espero encontrar isso em minha carreira novamente. ”
Vacina Universal de Coronavírus
Os pesquisadores reconhecem que sua vacina COVID-19 pode não ser necessária agora que várias outras vacinas eficazes foram aprovadas ou estão perto de concluir os ensaios clínicos.
Nesse caso, eles dizem que seu próximo desafio será desenvolver uma vacina “universal” contra o coronavírus, baseada em nanopartículas exibindo proteínas de vários coronavírus mortais.
Esses vírus incluiriam o SARS-CoV-1, que causa o SARS; MERS; SARS-CoV-2; e possivelmente outros coronavírus com potencial para causar a próxima pandemia.