Pesquisadores estão desenvolvendo uma vacina de baixo custo contra o coronavírus
Uma nova formulação que entra em testes clínicos no Brasil, México, Tailândia e Vietnã pode mudar a forma como o mundo luta contra a pandemia.
Publicado em: 17/04/2021 às 14h51Uma nova vacina para Covid-19 que está entrando em testes clínicos no Brasil, México, Tailândia e Vietnã pode mudar a forma como o mundo luta contra a pandemia. A vacina, chamada NDV-HXP-S, é a primeira em ensaios clínicos a usar um novo desenho molecular que se espera criar anticorpos mais potentes do que a atual geração de vacinas. E a nova vacina pode ser muito mais fácil de fazer.
As vacinas existentes de empresas como Pfizer e Johnson & Johnson devem ser produzidas em fábricas especializadas com ingredientes difíceis de adquirir. Em contraste, a nova vacina pode ser produzida em massa em ovos de galinha - os mesmos ovos que produzem bilhões de vacinas contra a gripe todos os anos em fábricas em todo o mundo.
Se o agente imunizante NDV-HXP-S se mostrar seguro e eficaz, os fabricantes de vacinas contra a gripe podem produzir bem mais de um bilhão de doses dela por ano. Os países de renda baixa e média que atualmente lutam para obter vacinas de países mais ricos podem ser capazes de fazer NDV-HXP-S para si próprios ou adquiri-lo a baixo custo de vizinhos.
“Isso é impressionante - seria uma virada de jogo”, disse Andrea Taylor, diretora assistente do Duke Global Health Innovation Center.
Em primeiro lugar, porém, os ensaios clínicos devem estabelecer que o NDV-HXP-S realmente funciona nas pessoas. A primeira fase dos testes clínicos será concluída em julho, e a fase final levará mais vários meses. Mas experimentos com animais vacinados aumentaram as esperanças quanto às perspectivas da vacina.
“É um obstáculo para a proteção”, disse o Dr. Bruce Innis, do PATH Center for Vaccine Innovation and Access, que coordenou o desenvolvimento do NDV-HXP-S. “Eu acho que é uma vacina de classe mundial.”
As vacinas familiarizam o sistema imunológico com um vírus bem o suficiente para solicitar uma defesa contra ele. Algumas vacinas contêm vírus inteiros que foram mortos; outros contêm apenas uma única proteína do vírus. Outros ainda contêm instruções genéticas que nossas células podem usar para produzir a proteína viral.
Uma vez exposto a um vírus, ou parte dele, o sistema imunológico pode aprender a produzir anticorpos que o atacam. As células imunológicas também podem aprender a reconhecer as células infectadas e destruí-las.
No caso do coronavírus, o melhor alvo do sistema imunológico é a proteína que cobre sua superfície como uma coroa. A proteína, conhecida como pico, se agarra às células e permite que o vírus se funda a elas.
Mas simplesmente injetar proteínas de pico do coronavírus nas pessoas não é a melhor maneira de vaciná-las. Isso ocorre porque as proteínas de pico às vezes assumem a forma errada e levam o sistema imunológico a produzir os anticorpos errados.
Essa percepção surgiu muito antes da pandemia de Covid-19. Em 2015, outro coronavírus apareceu, causando uma forma mortal de pneumonia chamada MERS. Jason McLellan, um biólogo estrutural na Geisel School of Medicine em Dartmouth, e seus colegas decidiram fazer uma vacina contra ele.
Eles queriam usar a proteína spike como alvo. Mas eles tiveram que contar com o fato de que a proteína do pico é um metamorfo. À medida que a proteína se prepara para se fundir a uma célula, ela se contorce de uma forma semelhante a uma tulipa para algo mais parecido com um dardo.
Os cientistas chamam essas duas formas de formas de pré-fusão e pós-fusão do espigão. Os anticorpos contra a forma de pré-fusão atuam poderosamente contra o coronavírus, mas os anticorpos pós-fusão não o impedem.
Dr. McLellan e seus colegas usaram técnicas padrão para fazer uma vacina MERS, mas acabaram com muitos picos pós-fusão, inúteis para seus propósitos. Em seguida, eles descobriram uma maneira de manter a proteína bloqueada em uma forma de pré-fusão semelhante à tulipa. Tudo o que precisaram fazer foi transformar dois dos mais de 1.000 blocos de construção da proteína em um composto chamado prolina.
O pico resultante - chamado de 2P, para as duas novas moléculas de prolina que continha - tinha muito mais probabilidade de assumir a forma desejada de tulipa. Os pesquisadores injetaram os picos de 2P em camundongos e descobriram que os animais podiam facilmente combater infecções do coronavírus MERS.
A equipe registrou uma patente para seu pico modificado, mas o mundo deu pouca atenção à invenção. MERS, embora mortal, não é muito contagioso e provou ser uma ameaça relativamente menor; menos de 1.000 pessoas morreram de MERS desde que surgiu pela primeira vez em humanos.
Mas, no final de 2019, um novo coronavírus, o SARS-CoV-2, surgiu e começou a devastar o mundo. Dr. McLellan e seus colegas entraram em ação, projetando um pico 2P exclusivo para SARS-CoV-2. Em questão de dias, a Moderna usou essa informação para projetar uma vacina para o Covid-19; ele continha uma molécula genética chamada RNA com as instruções para fazer o pico 2P.
Outras empresas logo seguiram o exemplo, adotando picos de 2P para seus próprios projetos de vacinas e iniciando testes clínicos. Todas as três vacinas que foram autorizadas até agora nos Estados Unidos - da Johnson & Johnson, Moderna e Pfizer-BioNTech - usam o pico 2P.
Outros fabricantes de vacinas também estão usando. Novavax teve resultados sólidos com o pico de 2P em ensaios clínicos e espera-se que se aplique à Food and Drug Administration para autorização de uso de emergência nas próximas semanas. A Sanofi também está testando uma vacina de pico 2P e espera concluir os testes clínicos ainda este ano.
Duas prolinas são boas; seis são as melhores
A capacidade do Dr. McLellan de encontrar pistas que salvam vidas na estrutura das proteínas lhe rendeu profunda admiração no mundo das vacinas. “Esse cara é um gênio”, disse Harry Kleanthous, oficial sênior do programa da Fundação Bill e Melinda Gates. “Ele deveria se orgulhar dessa grande coisa que fez pela humanidade.”
Mas assim que McLellan e seus colegas entregaram o pico de 2P aos fabricantes de vacinas, ele voltou à proteína para uma análise mais detalhada. Se a troca de apenas duas prolinas melhorou uma vacina, certamente ajustes adicionais poderiam melhorá-la ainda mais. “Fez sentido tentar ter uma vacina melhor”, disse o Dr. McLellan, que agora é professor associado da Universidade do Texas em Austin.
Em março, ele juntou forças com dois colegas biólogos da Universidade do Texas, Ilya Finkelstein e Jennifer Maynard. Seus três laboratórios criaram 100 novos picos, cada um com um bloco de construção alterado. Com financiamento da Fundação Gates, eles testaram cada um e depois combinaram as mudanças promissoras em novos picos. Eventualmente, eles criaram uma única proteína que atendeu às suas aspirações.
O vencedor continha as duas prolinas no pico 2P, mais quatro prolinas adicionais encontradas em outras partes da proteína. O Dr. McLellan chamou o novo pico de HexaPro, em homenagem ao seu total de seis prolinas.
A estrutura do HexaPro era ainda mais estável do que 2P, a equipe descobriu. Também era resistente, mais capaz de resistir ao calor e a produtos químicos prejudiciais. O Dr. McLellan esperava que seu design robusto o tornasse potente como vacina.
O Dr. McLellan também esperava que as vacinas baseadas em HexaPro alcançassem mais países do mundo - especialmente os países de baixa e média renda, que até agora receberam apenas uma fração da distribuição total das vacinas da primeira onda. “A parcela das vacinas que receberam até agora é terrível”, disse McLellan.
Para tanto, a Universidade do Texas estabeleceu um acordo de licenciamento para o HexaPro que permite que empresas e laboratórios em 80 países de baixa e média renda usem a proteína em suas vacinas sem pagar royalties.
Enquanto isso, o Dr. Innis e seus colegas da PATH estavam procurando uma maneira de aumentar a produção de vacinas Covid-19. Eles queriam uma vacina que nações menos ricas pudessem fazer por conta própria.
Com uma ajudinha de ovos
A primeira onda de vacinas Covid-19 autorizadas requer ingredientes especializados e caros para fazer. A vacina baseada em RNA da Moderna, por exemplo, precisa de blocos de construção genéticos chamados nucleotídeos, bem como um ácido graxo feito sob medida para formar uma bolha em torno deles. Esses ingredientes devem ser reunidos em vacinas em fábricas criadas para esse fim.
A forma como as vacinas contra a gripe são feitas é um estudo em contraste. Muitos países têm fábricas enormes para fazer vacinas contra a gripe baratas, com vírus da gripe injetados em ovos de galinha. Os ovos produzem uma abundância de novas cópias dos vírus. Os trabalhadores da fábrica então extraem os vírus, os enfraquecem ou matam e depois os colocam nas vacinas.
A equipe do PATH questionou se os cientistas poderiam fazer uma vacina Covid-19 que pudesse ser cultivada a baixo custo em ovos de galinha. Dessa forma, as mesmas fábricas que fazem vacinas contra a gripe também podem fazer vacinas contra a Covid-19.
Em Nova York, uma equipe de cientistas da Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai sabia como fazer essa vacina, usando um vírus aviário chamado vírus da doença de Newcastle, que é inofensivo em humanos.
Durante anos, os cientistas fizeram experiências com o vírus da doença de Newcastle para criar vacinas para uma série de doenças. Para desenvolver uma vacina contra o Ebola, por exemplo, os pesquisadores adicionaram um gene do Ebola ao próprio conjunto de genes do vírus da doença de Newcastle.
Os cientistas então inseriram o vírus modificado em ovos de galinha. Por ser um vírus aviário, ele se multiplicou rapidamente nos ovos. Os pesquisadores acabaram com os vírus da doença de Newcastle revestidos com proteínas do Ebola.
No Monte Sinai, os pesquisadores decidiram fazer a mesma coisa, usando proteínas de pico de coronavírus em vez de proteínas de Ebola. Quando souberam da nova versão do HexaPro do Dr. McLellan, eles a adicionaram aos vírus da doença de Newcastle. Os vírus estavam cheios de proteínas de pico, muitas das quais tinham a forma de pré-fusão desejada. Em uma homenagem ao vírus da doença de Newcastle e ao pico HexaPro, eles o chamaram de NDV-HXP-S.
A PATH providenciou a produção de milhares de doses de NDV-HXP-S em uma fábrica vietnamita que normalmente fabrica vacinas contra influenza em ovos de galinha. Em outubro, a fábrica enviou as vacinas a Nova York para serem testadas. Os pesquisadores do Monte Sinai descobriram que o NDV-HXP-S conferia proteção poderosa em camundongos e hamsters.
No Brasil, o Instituto Butantan alardeava sua versão do NDV-HXP-S como “a vacina brasileira”, que seria “produzida inteiramente no Brasil, sem depender de importação”. A Sra. Taylor, do Duke Global Health Innovation Center, foi compreensiva. “Eu poderia entender por que isso seria realmente uma perspectiva tão atraente”, disse ela. “Eles estão à mercê das cadeias de abastecimento globais.”
Madhavi Sunder, especialista em propriedade intelectual do Georgetown University Law Center, advertiu que o NDV-HXP-S não ajudaria imediatamente países como o Brasil, que enfrentam a atual onda de infecções por Covid-19. “Não estamos falando de 16 bilhões de doses em 2020”, disse ela.
Em vez disso, a estratégia será importante para a produção de vacinas de longo prazo - não apenas para a Covid-19, mas para outras pandemias que podem ocorrer no futuro. “Parece muito promissor”, disse ela. Nesse ínterim, o Dr. McLellan voltou à prancheta de desenho molecular para tentar fazer uma terceira versão de seu pico que seja ainda melhor do que o HexaPro.
“Realmente não há fim para esse processo”, disse ele. “O número de permutações é quase infinito. Em algum ponto, você teria que dizer: ‘Esta é a próxima geração’ ”. “Posso dizer honestamente que posso proteger todos os hamsters, todos os camundongos do mundo contra a SARS-CoV-2”, disse o Dr. Peter Palese, líder da pesquisa. "Mas o júri ainda não decidiu o que isso faz em humanos."
A potência da vacina trouxe um benefício extra: os pesquisadores precisaram de menos vírus para uma dose eficaz. Um único ovo pode render de cinco a 10 doses de NDV-HXP-S, em comparação com uma ou duas doses de vacinas contra a gripe. “Estamos muito entusiasmados com isso, porque pensamos que é uma forma de fazer uma vacina barata”, disse o Dr. Palese.