quarta-feira, 29 de abril de 2020

Perguntas que você sempre quis fazer sobre vacinas – Parte 2



Por que há vacina contra alguns vírus e outros não?

Os desafios na produção de vacinas virais residem na busca de antígenos. O próprio vírus é um antígeno e pode ser utilizado integralmente, porém inativado ou atenuado. A forma mais segura de produzir a vacina, entretanto, é utilizando epítopos do vírus, representados por suas proteínas ou fragmentos delas, e que sejam efetivos em induzir a resposta imune no hospedeiro.

Ainda, é necessário contemplar a enorme variabilidade de alguns vírus, cujo material genético sofre mutações (alterações no material genético) com alta frequência. E, por fim, devemos considerar como o vírus invade as células do hospedeiro e quais células são seus alvos.

Alguns vírus entram nas células, sofrem replicação e, após a produção de novas partículas, são liberados para invadir novas células. Outros têm a capacidade de se inserir no material genético da célula hospedeira e ficar em estado latente por muito tempo. As estratégias para a produção de vacinas devem levar em conta estas peculiaridades dos vírus. Complicado, não?

Por que ainda não há vacina contra o HIV (Vírus da Imunodeficiência Humana)?

Antes de responder a esta pergunta, precisamos entender como o HIV infecta as nossas células. Vou explicar de forma bem resumida.

O HIV é um retrovírus cuja estrutura é composta pelo material genético (RNA), um capsídeo proteico e um envelope lipídico. Contém 9 genes, que codificam proteínas importantes para a entrada do vírus na célula e estabelecimento da infecção. Existem dois tipos de HIV, com base nas suas diferenças genéticas, o HIV-1 e o HIV-2. O HIV-1 é o principal causador da AIDS globalmente, enquanto o HIV-2 é endêmico em alguns países da África Ocidental.

A proteína gp120 do vírus reconhece o receptor CD4, presente em algumas células humanas (linfócito T CD4+, macrófagos e células dendríticas). Depois, ele se liga a um co-receptor que permite que o envelope do vírus se funda com a membrana da célula, liberando seu conteúdo no citoplasma desta.

Dentro da célula, o seu RNA sofre transcrição reversa para DNA, por meio da enzima transcriptase reversa, codificada pelo HIV. Essa transcrição reversa pode gerar inúmeras mutações, por isso o HIV é tão variável.

O material genético do vírus se integra ao DNA da célula. As células infectadas levam o vírus aos linfonodos e, de tempos em tempos, o material genético do vírus, agora no DNA da célula, orquestra a produção de novas partículas virais, que são liberadas para infectar novas células. Em algumas células, o material genético do vírus permanece integrado, mas sem produzir novas partículas virais. Isso representa um estado de latência do vírus, que pode durar muitos anos. Neste estado, a célula está infectada, mas não está produzindo cópias do HIV, sendo um reservatório do vírus. Em algum momento, estas células podem voltar a produzir partículas virais.


Quando os vírus são liberados, as células fagocíticas do sistema imune desencadeiam respostas que ativam os linfócitos B, para que produzam anticorpos contra o vírus, e os linfócitos T CD8+ citotóxicos, que destroem as células infectadas pelo HIV. Lembrando que as células infectadas são os linfócitos T auxiliares CD4+, importantes na resposta imune.

O sistema imune, por meio dos linfócitos B, produz anticorpos IgM contra o HIV, que persistem por meses. Porém, o HIV ao se replicar, sofre inúmeras mutações, produzindo muitas variáveis. Os anticorpos produzidos são específicos e não contemplam todas as variantes do HIV que existem no organismo infectado. Por isso, não somos capazes de debelar a infecção e ela se torna crônica.

Assim, o HIV tem a capacidade de “enganar” o nosso sistema imune, pois ele pode ficar escondido por muito tempo e ainda sofrer mutações que não são reconhecidas pelos anticorpos produzidos.

Ao longo da infecção por HIV, as células T CD4+ infectadas passam a produzir quantidades anormais de sinalizadores celulares, como interleucinas e interferons, importantes na resposta imune. Deste modo, a imunidade do indivíduo diminui. Ainda, o HIV faz com que o organismo pare de responder a novos antígenos e as células fagocíticas deixam de reconhecer e destruir novos patógenos.

À medida que a imunodeficiência progride, o número de linfócitos T CD4+ diminui muito, o indivíduo passa a apresentar sintomas como febre, perda de peso, diarreia e fadiga, relacionados com a AIDS, e as infecções oportunistas aparecem.

Interessados em entender mais sobre o HIV e como é feito seu diagnóstico, recomendo a leitura do Manual técnico para o diagnóstico da infecção pelo HIV em adultos e crianças (2017): https://www.saude.gov.br/images/pdf/2017/dezembro/27/Manual-Tecnico-para-o-Diagnostico-da-Infeccao-pelo-HIV---Revisao-2017--4-edicao-30102017---Consulta-publica.pdf


Desde 1983 muitas tentativas vêm sendo feitas no intuito de produzir uma vacina contra o HIV. Espera-se que esta vacina que seja capaz de estimular o sistema imune a produzir defesas contra ele e combatê-lo numa possível infecção futura.

O grande desafio na produção da vacina é contemplar as inúmeras mutações que o HIV sofre, o que pode levar a até um milhão de variantes do vírus em uma pessoa assintomática!

Quer dizer, mesmo que tivéssemos uma vacina contra o HIV, esta não contemplaria todas estas variantes. Além disso, o HIV vem se separando em clados, que são grupos geneticamente diferentes, em diferentes regiões geográficas, e isso também dificulta o desenvolvimento de uma vacina global.

O que se espera de uma vacina preventiva global contra o HIV?

A vacina global contra o HIV deverá ser capaz de desencadear uma resposta imune conhecida, duradoura e potente que levará à proteção contra as diversas variantes do HIV-1.

Quatro estratégias vêm sendo adotadas para a produção da vacina. A primeira busca criar uma vacina específica para cada região geográfica, visando englobar as linhagens de HIV-1 circulantes nos diferentes locais.

A segunda estratégia visa desenhar uma vacina que leve à produção de anticorpos contra proteínas do envelope viral (Env), capazes de neutralizar todos os subtipos de HIV-1. Os estudos até o momento mostram que estes anticorpos parecem prevenir a aquisição do vírus em primatas não humanos.

Uma terceira abordagem visa produzir uma vacina que estimule a produção de anticorpos contra regiões muito conservadas (sem mutações) do material genético do HIV-1. E, finalmente, a quarta abordagem pretende criar uma vacina que resulte em respostas imunes altamente específicas aos subtipos de HIV-1.

Confira a lista de vacinas preventivas atualmente em testes:

Existem também vacinas terapêuticas sendo desenvolvidas. Uma vacina terapêutica visa aumentar a resposta imune ao HIV em pessoas que já contraíram o vírus.

A vacina terapêutica levaria a uma diminuição na progressão da doença, com redução da carga viral, menor necessidade de uso diário de drogas para controle da replicação viral e prevenção da transmissão do HIV. Até o momento, não há vacina terapêutica aprovada, mas há várias em testes.


Existem mais de 30 estudos com vacinas atualmente para combater o HIV-1, mas ainda não temos vacinas aprovadas.



A seguir: 



Aguardem os próximos posts!


Referências

ABBAS, A.K.; LICHTMAN, A.H.; PILLAI, S. Imunologia celular e Molecular. 8 ed. Elsevier: Rio de Janeiro, 2015.

AHN, D.G.; SHIN. H.J., KIM, M.H.; LEE, S.; KIM, H.S.; MYOUNG, J.; KIM, B.T.; KIM, S.J. Current Status of Epidemiology, Diagnosis, Therapeutics, and Vaccines for Novel Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) J. Microbiol. Biotechnol. 30(3), 313–324, 2020.

Aids: etiologia clínica, diagnóstico e tratamento.

Clinical trials search – Therapeutic vacines.

Clinical trials search – Preventive vacines.

HAYNES BF, MOODY MA, ALAM M, BONSIGNORI M, VERKOCZY L, FERRARI G, GAO F, TOMARAS GD, LIAO HX, KELSOE G: Progress in HIV-1 vaccine development. J Allergy Clin Immunol. 134:3–10, 2014. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3693768/pdf/imr0254-0295.pdf Acesso em 27-04-2020.

Human Immunodeficiency Virus (HIV) German Advisory Committee Blood (Arbeitskreis Blut), Subgroup ‘Assessment of Pathogens Transmissible by Blood’. Transfus Med Hemother 2016;43:203–222 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4924471/pdf/tmh-0043-0203.pdf Acesso em 27-04-2020.

Manual técnico para o diagnóstico da infecção pelo HIV em adultos e crianças (2017): https://www.saude.gov.br/images/pdf/2017/dezembro/27/Manual-Tecnico-para-o-Diagnostico-da-Infeccao-pelo-HIV---Revisao-2017--4-edicao-30102017---Consulta-publica.pdf Acesso em 20-04-2020.

MURRAY, P.R.; ROSENTHAL, K.S.; PFALLER, M.A. Microbiologia Médica. Ed. 6. Elsevier: São Paulo, 2009.

STEPHENSON KE, BAROUCH DH: A global approach to HIV-1 vaccine development. Immunol Rev 254: 295–304, 2013. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3693768/pdf/imr0254-0295.pdf Acesso em 27-04-2020.


TORTORA, G.F.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 12 ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.

quinta-feira, 23 de abril de 2020

O novo coronavírus foi produzido em laboratório?



Neste momento, quando o mundo se volta para entender o novo coronavírus e uma série de fake news são divulgadas, é natural nos sentirmos perdidos e tendermos a acreditar em fatos que parecem reais.

Antes de entrar na questão da origem do novo coronavírus, vou explicar um pouco sobre genética.

Todos os organismos possuem um genoma, que é definido como todas as informações genéticas de um indivíduo. Essas informações, que estão no material genético, são responsáveis por codificar proteínas (mas não apenas isso!), as quais realizam diversas e importantes funções na célula. Veja alguns exemplos: a insulina é uma proteína que tem a função de fazer a glicose entrar nas nossas células; a hemoglobina carrega o oxigênio em nosso sangue; as imunoglobulinas são os anticorpos, que participam dos mecanismos de defesa do nosso organismo.

Os vírus, por outro lado, têm genomas muito menores e mais simples que o genoma humano. Eles codificam poucas proteínas e estas, em geral, estão relacionadas com sua capacidade de infectar a célula hospedeira e se replicar dentro dela.

É possível que o novo coronavírus tenha sido manipulado em laboratório?

Em ciência, temos eventos que são possíveis e eventos que são prováveis. Um evento pode ser teoricamente possível, porém pouco provável. Deste modo, em ciência, tendemos a aceitar um evento que seja mais plausível, que exija menos etapas para acontecer e que possa ser entendido com o conhecimento que já temos. Considerando isso, vou explicar o que se acredita ter acontecido com o novo coronavírus.

Existem sete coronavírus que causam doenças em humanos, sendo quatro deles responsáveis pelo resfriado comum e três por síndromes respiratórias agudas graves: O SARS-CoV (Síndrome Respiratório Aguda Grave), o MERS-CoV (Síndrome Respiratória do Oriente Médio) e o SARS-CoV-2 (Síndrome Respiratória Aguda Grave 2 – Covid-19).

SARS-CoV, MERS-CoV e SARS-CoV-2 são vírus que têm origem em animais e que adquiriram a capacidade de infectar seres humanos. Essa capacidade surgiu por meio de mutações no material genético, que no caso destes vírus é o RNA.

De acordo com Andersen e colaboradores (2020), em um artigo publicado na revista Nature Medicine, a análise do genoma dos coronavírus conhecidos mostrou que o SARS-CoV-2, possivelmente, surgiu por processos naturais de mutação e seleção. Vou explicar, de forma muito resumida, como eles chegaram a essa conclusão.

Vamos considerar os vírus mais similares, o SARS-CoV e o SARS-Cov-2. Uma característica importante destes vírus é a presença da proteína spike (S) no seu envelope. Essa proteína tem uma região, o Receptor Binding Domain (RBD) ou domínio de ligação ao receptor, que reconhece uma proteína da superfície das células humanas, o receptor ACE-2. Este receptor é a proteína denominada Enzima Conversora de Angiotensina, relacionada com a regulação da pressão arterial, entre outras funções, mas você pode esquecer isso agora. Vamos nos concentrar na parte molecular, sem pensar no que o vírus causa no nosso organismo. Isso é assunto para outro post no blog!

O RDB da proteína spike é a parte mais variável encontrada nos genomas de coronavírus, e contém uma região com seis resíduos de aminoácidos - unidades que formam as proteínas - que são importantes para a ligação com o receptor ACE-2.

O RBD é encontrado no SARS-CoV, mas, dentre os seis resíduos de aminoácidos necessários para a ligação ao ACE-2, cinco são diferentes de SARS-CoV-2.

É possível fazer uma predição, por computador, se uma determinada molécula tem a capacidade de se ligar a um receptor, como se fosse uma chave na fechadura. Quanto melhor a ligação, mais eficiente será o vírus na infecção das células humanas.

Em simulações feitas por computador, o receptor RDB de SARS-CoV se mostra mais eficiente na ligação com o receptor ACE-2 do que o RDB de SARS-CoV-2. Então, seria esperado que as mutações existentes em SARS-CoV-2 não levassem a uma ligação tão efetiva aos receptores das células humanas. Mas o novo coronavírus apresenta uma incrível capacidade de se ligar ao receptor ACE-2! Ou seja, as predições feitas por computador não refletem a real afinidade que estes vírus têm às células humanas.

Se este vírus tivesse sido manipulado em laboratório, seria esperado que as condições para maior eficiência na ligação ao ACE-2 fossem consideradas e não seria construído um vírus que, teoricamente, não ligaria tão bem à célula humana. Essa é uma forte evidência de que o vírus evoluiu de forma natural e não foi produzido em laboratório.

No SARS-CoV-2 foi descrita, na proteína spike, uma região chamada sítio de clivagem polibásica, que permite que o vírus se abra e o seu material genético seja introduzido na célula hospedeira. Acredita-se que o sítio de clivagem propicie ao vírus um maior potencial patogênico. Essa região não é encontrada em SARS-CoV.

Se o novo coronavírus tivesse sido produzido em laboratório, técnicas de genética reversa poderiam “copiar” um genoma já existente e “aperfeiçoá-lo”, porém, a análise do seu genoma mostra que ele não foi feito com base em um “molde” pré-existente.

Existem duas teorias que podem explicar como surgiu o novo coronavírus. Na primeira, ele pode ter saído de um hospedeiro animal após ter sofrido as mutações que permitiram que ele infectasse um novo hospedeiro, o ser humano. Essas mutações foram mantidas nos vírus animais por seleção natural.

Os primeiros casos de Covid-19 estão ligados ao mercado de Huanan, em Wuhan, na China. Portanto, é possível que o animal de origem do novo coronavírus estivesse nesta localidade. A similaridade entre o SARS-Cov-2 com vírus de morcegos indica que estes, possivelmente, são reservatórios deste vírus. Embora a similaridade genética seja alta (96%), os vírus de morcegos têm a região RDB muito diferente da observada no novo coronavírus, o que sugere que estes não conseguem se ligar de forma eficiente ao receptor ACE-2 humano.

Por outro lado, um coronavírus encontrado em pangolins (um tipo de mamífero), tem menor similaridade com o genoma de SARS-CoV-2, mas a região RBD, especificamente, tem grande semelhança. Isso sugere fortemente que a proteína spike, altamente eficiente para se ligar ao receptor de célula humanas, é resultado de mutação e seleção natural.

Conhece o pangolin? Neste artigo você pode saber um pouco mais sobre ele: https://pt.wikipedia.org/wiki/Pangolim

A segunda teoria diz que as mutações foram adquiridas após o vírus passar para o ser humano, mas essa transmissão não foi reconhecida imediatamente. A partir da aquisição do sítio de clivagem polibásica, o vírus tornou-se capaz de causar a doença e a pandemia foi desencadeada. Veja esta imagem: https://www.nature.com/articles/s41591-020-0820-9/figures/1.

Os vírus de morcegos e de pangolins, conhecidos até o momento, não apresentam o sítio de clivagem, encontrado em SARS-CoV-2. Deste modo, é possível inferir que esta mutação deve ter surgido quando o vírus já estava no hospedeiro humano.

Mas como posso saber se essas mutações não foram manipuladas em laboratório?

Aqui entram os conceitos de possível e provável.
As mutações poderiam ter sido introduzidas no vírus em laboratório, mas para isso, seria esperado que fosse usado um modelo, um “esqueleto” de um vírus conhecido, que sabidamente infectasse seres humanos. O novo coronavírus, embora similar ao SARS-CoV e aos vírus conhecidos de morcegos e pangolins, é diferente geneticamente e tem regiões que são exclusivas dele.

Para que as mutações surgissem naturalmente no laboratório, um vírus com alta similaridade genética com SARS-CoV-2, teria que ser submetido a repetidos eventos de passagem de célula para célula. Mas não há um vírus que cumpra este requisito, para que pudesse ser usado como “molde”.

Assim, não é impossível que o vírus tenha sido criado em laboratório. Mas não é provável, porque as condições seriam muito difíceis de serem atingidas, com base no que conhecemos até o momento. É mais provável que o novo coronavírus tenha surgido conforme as duas teorias citadas acima, embora não tenhamos certeza de qual delas é correta.

E estas duas teorias levantam ainda outras questões que precisam ser consideradas. Se a capacidade de infectar seres humanos foi adquirida ainda no hospedeiro animal, novas epidemias vão surgir, pois os vírus já estão “prontos”, apenas esperando a passagem zoonótica (animal-humano). Entretanto, se as mutações surgiram no ser humano, a chance de que uma nova infecção aconteça e as mesmas mutações surjam ao acaso, é muito menor.

Deste modo, estudos sobre os vírus animais, com potencial zoonótico, são fundamentais para que possamos prever futuras pandemias. Certamente, após a Covid-19, saberemos lidar melhor com os desafios que virão.

Referências

Andersen, K.G., Rambaut, A., Lipkin, W.I. et al. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med 26, 450–452 (2020). https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9.



quarta-feira, 22 de abril de 2020

Perguntas que você sempre quis fazer sobre vacinas - Parte 1


Como vírus animais podem infectar o ser humano?

Para responder a essa pergunta, é preciso antes entender alguns pontos, que serão discutidos a seguir.

Humanos e animais sempre tiveram uma relação próxima. Utilizamos animais para transporte e trabalho, para alimentação e como companhia. Essa proximidade, embora seja natural, por vezes pode levar à transmissão de doenças causadas por vírus, bactérias, fungos e parasitos, conhecidas como zoonoses.

Alguns exemplos de zoonoses sobre as quais você já deve ter ouvido falar são: a hantavirose, uma doença viral transmitida pela urina e fezes de ratos silvestres; a raiva, causada por um vírus e transmitida por animais carnívoros, dentre eles o cão, e também por morcegos; e a leptospirose, causada por uma bactéria, Leptospira, e transmitida ao homem pela urina do rato.

Observe que nestes casos citados acima, o animal, na maioria das vezes assintomático, transmite para o homem, não havendo normalmente transmissão de pessoa para pessoa.

Mas e as doenças que têm origem animal e são transmitidas de pessoa para pessoa?

Estima-se que 75% das doenças humanas emergentes têm origem animal (USAID – Agência dos Estados Unidos para o Desenvolvimento Internacional). São conhecidas como doenças emergentes e podem surgir por meio da modificação do comportamento do patógeno. A capacidade de um vírus em sair de um hospedeiro animal e infectar seres humanos é chamada “spillover”.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) define como doença emergente aquela causada por um patógeno recém conhecido, ou que sofreu evolução recente (mutação) ou já tenha ocorrido anteriormente, mas que mostra aumento na sua incidência ou expansão na área geográfica quanto ao número de hospedeiros ou vetores. É caso da Síndrome Respiratória Severa e Aguda (SARS-CoV), de 2002, da gripe H1N1, em 2009, da Síndrome Respiratória do Oriente Médio (MERS-CoV), em 2012 e do novo coronavírus (SARS-CoV-2), 2019. Perceba que, nestes casos, a transmissão passa a ser humano – humano, ou seja, a primeira transmissão foi zoonótica, porém o vírus adquiriu a capacidade de ser transmitido pelo ser humano.

Deste modo, é possível que um vírus que inicialmente era encontrado em um ou poucos hospedeiros animais, adquira a capacidade de infectar outros hospedeiros, embora isso não seja uma regra. Na verdade, é uma ocorrência esporádica, que pode resultar em epidemias e pandemias como a que presenciamos agora com a Covid-19.

Se o novo coronavírus foi transmitido aos humanos por um animal, podemos tomar a vacina contra coronavírus canino e ficar imunes ao SARS-CoV-2?

No caso do SARS-Cov-2 (novo coronavírus) e do coronavírus que causa doença em cães, estes pertencem à mesma família, compartilhando características gerais como: apresentar envelope, ter aspecto de coroa ao microscópio eletrônico e conter um genoma de RNA.

Porém, por suas características genéticas, cada um é restrito aos seus hospedeiros. Há relatos da detecção do novo coronavírus em cães e em um tigre, porém ainda não há evidências de que a doença se manifeste nestes animais. E não se conhecem casos de doença humana causada pelo coronavírus canino, o qual é responsável por gastrenterites, especialmente em filhotes.

Por serem geneticamente diferentes, estes vírus não apresentam os mesmos antígenos e, por isso, a vacina contra o coronavírus canino é específica para este tipo e não contempla os antígenos do novo coronavírus humano. Assim, esta vacina não imuniza contra o SARS-CoV-2.

Por que precisamos tomar a vacina contra gripe todo ano?

Há quatro tipos de vírus influenza que são sazonais (A, B, C e D). Os vírus A e B são responsáveis pelas epidemias de gripe que acontecem todos os anos. O influenza A tem 4 subtipos, que são nomeados de acordo com as proteínas que apresentam em sua superfície, mas apenas os subtipos A(H1N1) e A(H3N2) estão em circulação em humanos. O vírus A(H1N1) foi responsável pela pandemia de 2009.

O Ministério da Saúde divulgou que, ao final de 2019, foram registrados 5.714 de casos de influenza no Brasil e 1.109 óbitos. Como é uma doença de fácil transmissão e sua evolução pode levar a quadros graves, a vacinação é muito importante. Hábitos de higiene, como aqueles que estamos empregando para controle da COVID-19, também são válidos para o controle da gripe e outras doenças infecciosas.

A forma mais eficaz de proteção contra esse vírus é a vacinação. Como o vírus influenza sofre mutações com muita facilidade, a Organização Mundial da Saúde (OMS) monitora continuamente os vírus em circulação e a composição da vacina. Essa vacina, durante muitos anos, contemplava os vírus mais representativos, sendo dois subtipos de influenza A (H1N1 e H3N2) e o influenza B. Por isso, essa vacina é denominada trivalente. Depois de 2014, uma nova variante do influenza B foi adicionada à vacina, tornando-a tetravalente. Devido a essa característica dos vírus influenza, é necessária a imunização anual.

No Brasil, via rede pública, temos acesso à vacina trivalente, que é fornecida gratuitamente pelo Ministério da Saúde para a população alvo: idosos com 60 anos ou mais, adultos com idade entre 55 e 59 anos, crianças de 6 meses a 6 anos, gestantes, mulheres até 45 dias após o parto, profissionais da saúde, professores, indígenas, portadores de doenças crônicas, forças de segurança e salvamento, pessoas privadas de liberdade, funcionários do sistema prisional e jovens entre 12 e 21 anos sob medidas socioeducativas.

A OMS informou que houve modificações em três cepas do vírus e, portanto, a vacina de 2020 não é a mesma que tomamos em 2019. A vacina tetravalente tem, além das 3 cepas alteradas (2 de influenza A e 1 de influenza B), mais uma cepa de influenza B, conferindo, portanto, maior proteção. Porém, ela está disponível apenas na rede privada.

A vacinação contra o vírus influenza é altamente recomendada neste momento, pois nos casos de síndromes respiratórias em pessoas vacinadas, o diagnóstico de H1N1 pode ser descartado, agilizando o diagnóstico da Covid-19. Lembre que a vacina contra o vírus influenza não imuniza contra o SARS-CoV-2, pois são vírus diferentes.


BRASIL. Ministério da Saúde. Informe epidemiológico de influenza: monitoramento até a semana epidemiológica 49 de 2019. Disponível em: http://portalarquivos2.saude.gov.br/images/pdf/2019/dezembro/23/Boletim-epidemiologico-SVS-38-2-interativo.pdf. Acesso em 07/04/2020.

DEZENGRINII, R.; WEIBLENII, R. FLORESII, E. Soroprevalência das infecções por parvovírus, adenovírus, coronavírus canino e pelo vírus da cinomose em cães de Santa Maria, Rio Grande do Sul. Brasil Ciência Rural, v.37, n.1, jan-fev, 2007.



KIMURA, L.M.S. Principais zoonoses em ANDRADE, A., PINTO, SC., OLIVEIRA, RS., orgs. Animais de Laboratório: criação e experimentação [online]. Rio de Janeiro: Editora FIOCRUZ. 388 p. ISBN: 85-7541-015-6. Available from SciELO Books, 2002.
Manual de vigilância e prevenção de zoonoses. http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/manual_vigilancia_prevencao_controle_zoonoses.pdf Acesso em 14/04/2020.

PINTO, E.F. MATTA, N.E. DA-CRUZ, A.M. Vacinas: progressos e novos desafios para o controle de doenças imunopreveníveis. Acta Biologica Colombiana, 16-3, 197-212, 2011. https://www.researchgate.net/publication/235678251_VACINAS_PROGRESSOS_E_NOVOS_DESAFIOS_PARAO_CONTROLE_DE_DOENCAS_IMUNOPREVENIVEIS Acesso em 08/04/2020.

WHO. https://www.who.int/topics/zoonoses/en/ Acesso em 14/04/2020.
ZANELLA, J.R.C. Zoonoses emergentes e reemergentes e sua importância para saúde e produção animal. Pesq. agropec. bras., Brasília, v.51, n.5, p.510-519, 2016. http://www.scielo.br/pdf/pab/v51n5/1678-3921-pab-51-05-00510.pdf

quinta-feira, 16 de abril de 2020

O que são vacinas, quais os tipos e como são produzidas


Vacinas são preparações contendo microrganismos, vírus ou partes deles que são introduzidas no nosso organismo visando a produção de anticorpos pelo nosso sistema imune, ou seja, são imunogênicas. Para que a resposta imune aconteça, a pessoa que recebe a vacina deve ser imunocompetente, quer dizer, ter a capacidade de produzir anticorpos.

Algumas vacinas podem conter, além dos antígenos, quantidades mínimas de água, soro fisiológico, proteínas, conservantes, estabilizantes e adjuvantes, estes últimos são potencializadores da resposta imune (provocam uma resposta maior do que o antígeno sozinho).

Em alguns casos, podem ainda apresentar traços da substância onde o microrganismo ou vírus foi inoculado para crescimento ou multiplicação, como por exemplo albumina, proteína encontrada no ovo de galinha. Por esta razão, uma das perguntas que temos que responder quando tomamos a vacina contra gripe é se temos alergia a ovo.

A vacina ideal deve ser segura, ter baixo custo, fácil administração (injeção, gotas) e propiciar imunidade em uma grande parte da população vacinada. Essa imunidade deve ser duradoura, de modo que uma dose seja suficiente para garantir a memória imunológica, mas isso nem sempre é possível.

Tipos de vacinas

As vacinas podem conter o próprio microrganismo atenuado (enfraquecido) ou inativado (morto), isto é, sem a capacidade de causar doença, ou ainda ser produzida utilizando fragmentos do patógeno ou de moléculas produzidas por ele, os antígenos.

A produção de vacinas atenuadas é feita a partir do cultivo dos microrganismos e, durante esse período, por sucessivas multiplicações, surgem mutações que os tornam inofensivos (sem capacidade de causar doença). Isso pode ser obtido também por técnicas de biologia molecular, em que genes são deletados (removidos) do genoma do microrganismo e este não expressa mais sua patogenicidade.

As vacinas virais contra febre amarela, pólio (Sabin), rubéola, catapora, sarampo, caxumba são produzidas com o vírus vivo, porém atenuado. As vacinas bacterianas atenuadas são a BCG (tuberculose) e a vacina contra febre tifoide.

Vacinas inativadas contêm patógenos mortos por ação de substâncias químicas, como formol e detergentes. As vacinas contra hepatite A, gripe e raiva contêm os vírus inativados. São bastante seguras, pois não há risco do agente se multiplicar no organismo após a vacinação. No entanto, podem ser necessárias várias doses ao longo do tempo.

Ainda é possível obter vacinas a partir de antígenos purificados, em que não se utiliza o patógeno, mas partes deles ou produtos de seu metabolismo. Neste caso, as vacinas são denominadas de vacinas de antígenos purificados ou de subunidades.

No caso da difteria e do tétano, a vacina contém um toxóide, que é uma toxina (responsável pela doença), produzida pelo patógeno, inativada.

As vacinas contra Streptococcus pneumoniae, causador da pneumonia pneumocócica, e contra Neisseria menigitidis, responsável pela meningite meningocócica, são produzidas a partir de polissacarídeos (açúcares) presentes na cápsula destas bactérias (estrutura que confere proteção ao microrganismo).

As vacinas conjugadas contêm um antígeno do patógeno associado a uma proteína, como por exemplo a vacina contra um tipo de meningite bacteriana (causada por Haemophilus influenza B).

É possível, por técnicas de biologia molecular, que um microrganismo expresse o antígeno de um patógeno e este seja usado na produção de uma vacina recombinante. É o caso da hepatite B, em que o antígeno do vírus é produzido por uma levedura (fungo).

Existem, ainda, novas tecnologias, como a vacinologia reversa, as vacinas comestíveis e as vacinas de DNA. Vacinas imunoterapêuticas são voltadas para o câncer e não serão abordadas aqui. Para maiores informações, consulte o artigo:


Na vacinologia reversa, o genoma do patógeno é sequenciado e analisado por ferramentas de bioinformática. Genoma é o conjunto de todas as informações de um organismo presentes em seu material genético (DNA ou RNA). Ao conhecer o genoma do organismo é possível inferir quais proteínas ele produz e quais têm potencial antigênico para o desenvolvimento de vacinas. Munidos da informação genética que codifica a proteína escolhida, essa sequência de DNA pode ser inserida em um organismo não patogênico, que expressará apenas essa proteína do patógeno.

Vacinas de DNA são produzidas a partir de genes do patógeno, que são clonados (copiados) e inseridos em um vetor, geralmente um plasmídeo, que é um DNA circular presente em bactérias. Estes genes codificam proteínas com propriedades antigênicas que serão produzidas nos tecidos de quem recebeu a vacina e vão desencadear a resposta imune e a produção de anticorpos. É possível produzir plasmídeos com diferentes genes e, assim, imunizar um indivíduo contra diferentes patógenos.

Ao inserir genes de antígenos microbianos ou virais em plantas, estas passam a produzir as proteínas codificadas por estes genes. Neste caso, ao consumirmos a planta, estamos recebendo o antígeno, que estimula nosso sistema imune para a produção de anticorpos contra o patógeno desejado. Este é o princípio das vacinas comestíveis.

Algumas vacinas conferem uma proteção vitalícia, ou seja, não há necessidade de reforço, como o que acontece com sarampo e catapora. Por outro lado, vacinas contra tétano, coqueluche, difteria e doença meningocócica, não geram proteção para a vida toda, sendo necessárias várias doses.

Informações sobre todas as vacinas disponíveis no Brasil e o público ao qual se destinam podem ser consultadas nesse endereço: https://sbim.org.br/images/books/imunizacao-tudo-o-que-voce-sempre-quis-saber.pdf

Mas como são desenvolvidas as vacinas?

No Brasil, a Agência de Vigilância Sanitária (ANVISA) é o órgão que fiscaliza e regulamenta a produção de vacinas. Inicialmente, na fase laboratorial, inúmeras moléculas candidatas são avaliadas para a produção de uma determinada vacina. Atualmente, com a capacidade de sequenciar genomas inteiros de microrganismos e vírus, a busca por estas moléculas é feita utilizando-se ferramentas de bioinformática. É possível, ao conhecer o genoma do organismo, inferir quais as proteínas com maior potencial antigênico e utilizar partes destas no desenvolvimento de vacinas. Encontrando a molécula ideal, o estudo passa para a fase pré-clínica.

Na fase pré-clínica, são realizados testes em animais para comprovar os resultados obtidos in vitro. A terceira fase é a clínica, em que são realizados testes com seres humanos, e divide-se em 4 etapas, que visam avaliar a segurança e a eficácia da vacina para que essa possa ser distribuída para a população.

Na fase 1, são avaliadas a segurança da vacina e a capacidade de induzir alguma resposta imunológica. Fazem parte deste teste 20 até 80 voluntários adultos saudáveis.

A fase 2 tem como objetivo avaliar a eficácia da vacina e obter informações mais robustas sobre sua segurança. O grupo de voluntários, neste caso, é de algumas centenas.

Em seguida, a eficiência da vacina no público alvo é testada e corresponde à fase 3 do estudo, na qual milhares de pessoas são avaliadas.

E, por fim, na fase 4, após a aprovação da vacina pela ANVISA, o laboratório pode registrar e distribuir a vacina no país. O laboratório responsável pela vacina continua acompanhando os seus efeitos, uma vez que o grupo testado é muito menor do que a população que vai receber a vacina e efeitos não observados nos testes podem surgir. O Ministério da Saúde também faz este acompanhamento por meio do Sistema de Vigilância de Eventos Adversos Pós-Vacinação (EAPV) do Programa Nacional de imunização (PNI).

Desta forma, são necessários vários meses para que uma vacina seja disponibilizada para a população, principalmente para garantir a segurança de seu uso.

Próximos assuntos:

Podemos tomar a vacina contra o corona vírus canino para nos proteger contra a Covid-19?
Porque precisamos tomar a vacina contra a gripe todo ano?
Porque existem vacinas contra alguns vírus e contra outros, não?
O que se sabe sobre as vacinas candidatas contra a Covid-19?

Referências



Instituto Butantan. https://youtu.be/pHL85yQzYmo Acesso em 09/04/2020.

JIANG, S.; HE, Y.; LIU, S. SARS Vaccine Development Emerging Infectious Diseases www.cdc.gov/eid. Vol. 11, No. 7, July 2005. Acesso em 08/04/2020.


MURRAY, P.R.; ROSENTHAL, K.S.; PFALLER, M.A. Microbiologia Médica. Ed. 6. Elsevier: São Paulo, 2009.
PINTO, E.F. MATTA, N.E. DA-CRUZ, A.M. Vacinas: progressos e novos desafios para o controle de doenças imunopreveníveis. Acta Biologica Colombiana, 16-3, 197-212, 2011. 


REECE, J.B. et al. Biologia de Campbell. 10 ed., Porto Alegre: Artmed, 2015.

TORTORA, G.F.; FUNKE, B.R.; CASE, C.L. Microbiologia. 12 ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.


segunda-feira, 13 de abril de 2020

Imunização e imunidade de rebanho



As doenças transmissíveis podem ser bacterianas ou virais. Muitas vezes, hábitos de higiene e saneamento básico já são capazes de controlar a disseminação de doenças, como é o exemplo da cólera. Algumas infecções sexualmente transmissíveis (ISTs) podem ser evitadas com o uso de preservativos, como a sífilis, a AIDS e a hepatite B.

As infecções bacterianas podem ser controladas com uma série de drogas conhecidas como antibióticos. No entanto, as doenças virais nem sempre podem ser efetivamente tratadas por medicamentos. Assim, a vacinação se torna, algumas vezes, a única maneira de controlar infecções causadas por vírus.

Controlar uma doença em uma população não significa que todos os indivíduos são imunes a ela, mas sim que uma grande parte destes apresenta imunidade. Isso leva ao seu controle e até à sua erradicação (desaparecimento) e ainda impede ou previne que o patógeno seja transmitido a pessoas que não podem ser vacinadas (imunocomprometidas), por exemplo. Essa imunidade é conhecida como coletiva ou de rebanho e pode ser atingida tanto pela vacinação como pela exposição ao patógeno.

Veja esse vídeo do Instituto Butantan: https://youtu.be/pHL85yQzYmo

Mas a imunidade de rebanho pode parar o novo coronavírus?

Existem três maneiras de controlar o novo coronavírus. A primeira envolve medidas de isolamento social restritivas e testes em massa, de modo que se possa saber quem já foi infectado e quem ainda não foi. A segunda, é a vacinação, porém ainda não há vacina disponível contra SARS-CoV-2. E a terceira forma, é permitir que todo mundo seja infectado eventualmente. Neste caso, tantas pessoas terão sido infectadas, que o vírus não vai conseguir mais se espalhar, pois estas estarão imunes a ele, se sobreviverem.

A imunidade de rebanho ou coletiva já foi observada em epidemias recentes, como a do Zika vírus no Brasil, em 2015. Estudos demonstram que em 2017, cerca de 60% da população testada em Salvador, Bahia, já tinha imunidade ao vírus e que isso pode ter levado ao controle da epidemia.

A alta transmissibilidade de um vírus exige que um número maior de pessoas esteja imune a ele para que a imunidade coletiva seja atingida. Considerando o sarampo, em que uma pessoa pode transmitir o vírus para até 10 outras, para que se tenha imunidade de rebanho, 90% da população deverá estar imune. Por isso, um pequeno número de pessoas não vacinadas pode desencadear novas epidemias. É o que temos observado no Brasil, que teve muitos casos de sarampo no último ano.

Alguns pesquisadores acreditam que a imunidade de rebanho deve ser atingida para controlar a COVID-19. Todas as pessoas imunocompetentes (sistema imune funcional), expostas ao vírus, produzirão anticorpos e, da mesma forma que acontece com a vacinação, a doença poderá ser controlada. Estima-se que, para que a transmissão pare, 60% da população deverá entrar em contato com o vírus, como aconteceu com a pandemia de gripe espanhola em 1918, quando 50% da população mundial tornou-se resistente ao vírus.

Embora muito se especule sobre a imunidade coletiva, não há consenso sobre o uso dessa estratégia, principalmente porque a alta transmissibilidade do vírus SARS-CoV-2 levaria a um número muito grande de casos e ao colapso dos sistemas de saúde, como já pudemos observar na Itália e na Espanha.

Também devemos considerar que, a exemplo do influenza A (H1N1), que sofre mutações com muita frequência e quase todo ano temos uma nova cepa, talvez nem a imunidade de rebanho nem a vacinação sejam efetivas no controle do novo coronavírus. Há muita coisa que ainda não sabemos, por isso a importância da ciência. Somente ela poderá responder a essas questões e nortear nossos passos no enfrentamento dessa pandemia.


Referências


ABBAS, A.K.; LICHTMAN, A.H.; PILLAI, S. Imunologia celular e Molecular. 8 ed. Elsevier: Rio de Janeiro, 2015.

What is herd immunity and can it stop coronavirus https://www.technologyreview.com/2020/03/17/905244/what-is-herd-immunity-and-can-it-stop-the-coronavirus/ Acesso em 09/04/2020.

Imunidade de rebanho. https://gfycat.com/tameclearhoneybadger Acesso em 07/04/2020.


Instituto Butantan. https://youtu.be/pHL85yQzYmo Acesso em 09/04/2020.