Vacinas de RNA abrem nova janela no campo da imunologia

Publicação: 6 de agosto de 2021

A tecnologia pode revolucionar os esforços de imunização contra HIV, malária, gripe e outras tantas doenças

Com a aprovação das primeiras vacinas que utilizam RNA mensageiro será possível atuar mais rapidamente em futuras epidemias e evitar milhares de mortes

A plataforma de RNA mensageiro pode ser nova para o público global, mas é uma tecnologia na qual os pesquisadores vêm apostando há quase três décadas. Mais simplificada do que as abordagens convencionais, essa abordagem que levou a vacinas notavelmente seguras e eficazes contra um novo vírus também se mostra promissora contra velhos inimigos como HIV, tuberculose, malária e outras doenças que causam inúmeras mortes em países de baixa renda. Ela também está sendo testada para tratar alguns tipos de câncer, incluindo melanoma e tumores cerebrais. Pode ser uma nova maneira de combater doenças autoimunes. Além disso, está sendo verificada como uma possível alternativa à terapia genética para doenças intratáveis, como a anemia falciforme.

Ao contrário do DNA, que é uma molécula relativamente mais estável e que se pode armazenar ao longo de meses e anos a temperaturas que variam entre 4° e -20°, o RNA é muito mais instável, degradando-se com bastante facilidade, motivo pelo qual o desenvolvimento de uma vacina RNA se torna extremamente complexo. Em 2005, uma série de artigos científicos começou a difundir conhecimento adquirido sobre mecanismos que deixavam a estrutura do RNA mais estável, quando a molécula era injetada na musculatura de animais durante os testes de laboratório. Então os cientistas decidiram introduzir o RNA em uma cápsula, ou seja, empacotado em pequenas partículas e, assim, não era liberado na corrente sanguínea. Dentro do corpo humano, o fragmento de material genético sintético, estabilizado, faz com que o próprio organismo sintetize a proteína por ele codificada.

Até 2020, não existiam no mercado vacinas feitas de RNA mensageiro. A pandemia, como toda crise sanitária, acelerou a ciência e, é claro, o desenvolvimento de vacinas para outras doenças. Exemplo disso é a pesquisa publicada em 18 de junho na revista científica Nature Messenger RNA expressing PfCSP induces functional, protective immune responses against malaria in mice que afirma ter desenvolvido uma nova vacina contra malária, baseada na tecnologia de RNA mensageiro. A expectativa é a de que o imunizante possa substituir as terapias existentes e, até o momento, limitadas contra a doença. A esperança vem após o sucesso de vacinas de mRNA contra a COVID-19. Os avanços na tecnologia genética RNA têm ajudando os pesquisadores a se aproximarem do Santo Graal, ao acelerar muitos estágios de pesquisa e desenvolvimento de vacinas.

Para saber mais sobre o assunto, a Assessoria de Comunicação da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical (SBMT) entrevistou o Dr. Rafael Dhalia, Pesquisador da FIOCRUZ Pernambuco e Membro da Academia Pernambucana de Ciências e o Dr. Ernesto Torres de Azevedo Marques Júnior, Pesquisador da FIOCRUZ Pernambuco e Pesquisador da Universidade de Pittsburgh.

Confira a entrevista na íntegra.

SBMT: Com a aprovação das primeiras vacinas que utilizam RNA mensageiro, há a possibilidade de atuar mais rapidamente em futuras epidemias e evitar milhares de mortes com a criação mais ágil de um imunizante barato e de rápida produção —embora muitos países ainda enfrentem os desafios de logística e relacionados aos interesses políticos de seus governantes. Qual sua opinião sobre isso?

Dr. Rafael Dhalia: A tecnologia de RNA mensageiro permite, de fato, uma rápida adaptação das plataformas de produção, sendo possível alterar rapidamente a informação genética do RNA em situação de futuras epidemias, visando controlar a infecção por novos microrganismos. O desafio logístico do armazenamento em temperaturas extremamente baixas, -70 graus Celsius, já foi superado, sendo já possível armazenar em freezers comuns, e até em geladeira. Mas como toda tecnologia relativamente nova, e que nunca tinha sido implementada antes para vacinação em massa, o custo ainda é alto e só vem atendendo países de poder aquisitivo de médio para alto. De fato, existe uma politização quanto ao uso de todas as vacinas contra Covid-19 que vem custando milhares de vidas, mas essa politização não está restrita as vacinas de RNA. Países que mais investiram na proteção de sua população através da vacinação em massa, medidas de distanciamento social e de incentivo de medidas de higienização e uso de máscaras, vem experimentando uma drástica redução no número de internações e número de óbitos, em decorrência da infecção por Sars-Cov-2 e suas economias já voltaram a crescer. Por outro lado, países que aderiram ao obscurantismo e teorias da conspiração, negando a ciência (como é o caso do Brasil), vem enfrentando um número elevadíssimo de mortes diários e ainda viraram celeiro para novas variantes.

SBMT: A tecnologia de vacinas de RNA mensageiro não é nova. Qual foi a dificuldade encontrada durante as duas últimas décadas?

Dr. Ernesto T. A. Marques: As proteínas imunogênicas são sintetizadas pelo próprio organismo a partir de instruções contidas no RNA mensageiro, e a tecnologia de vacinas de RNA teve início ainda na década de 90, de fato não é uma nova descoberta, ela só foi otimizada. Dentre as diversas dificuldades encontradas nas últimas décadas, sem dúvida alguma a maior consiste na preservação da molécula de RNA mensageiro, que é extremamente frágil. A tecnologia da síntese química teve de ser continuamente aprimorada, moléculas estabilizadoras foram desenvolvidas e técnicas de encapsulamento para proteção mecânica, e transporte do RNA para dentro das células, também foram aperfeiçoados. Tudo isso permitiu avançarmos para o desenvolvimento das vacinas de RNA contra Sars-Cov-2, da Pfizer e da Moderna. Ainda alcançou a fase III de desenvolvimento das vacinas de RNA contra a Covid-19 a vacina da CureVac, desenvolvida na Alemanha, com perspectiva de preservação em geladeira comum e estabilidade à temperatura ambiente, por 24 horas.

SBMT: Durante muitos anos, o uso do RNA mensageiro provocava reações imunes bem agressivas. Por que isso acontecia e o que mudou?

Dr. Rafael Dhalia: Dois avanços foram muito importantes para a melhoria das respostas imunológicas. Primeiro, se deu muita atenção a estrutura molecular do antígeno, que no caso do Sars-Cov-2 é a proteína “Spike”. Esta proteína foi estabilizada na sua forma trimérica de pré-fusão, o que permitiu induzir uma resposta imunológica muito mais eficiente contra o vírus, do que a resposta imunológica induzida pela própria infecção natural. Segundo, foi otimizada a forma como o RNA mensageiro entra nas células, permitindo o direcionamento mais seguro e efetivo da resposta imune. O RNA foi encapsulado em nanopartículas de moléculas, feitas com tipos específicos de gordura, chamadas de lipossomos. Diversas formulações e concentrações foram otimizadas, para que os lipossomos se tornassem inertes e facilitassem, ao máximo, a molécula de RNA mensageiro atravessar as membranas das células para então a célula produzir a proteína do SARS-CoV-2 e apresentar para o sistema imunológico.

SBMT: Em sua opinião, quais serão as aplicações futuras da tecnologia de vacinas de mRNA?

Dr. Ernesto T. A. Marques: Antes da Pandemia de Sars-Cov-2 a Moderna, por exemplo, já estava desenvolvendo moléculas de RNA mensageiro visando vacinas contra dezenas de outras doenças. Dentre estas podemos enfatizar algumas arboviroses como Febre Amarela, Dengue, Zika e Chikungunya, que vem causando surtos recorrentes no Brasil. Com a Pandemia, devido à urgência, todas as plataformas em desenvolvimento foram colocadas de lado e tudo foi adaptado, para o desenvolvimento das vacinas de RNA contra o Sars-Cov-2. Todo o processo foi acelerado, desde as etapas de testagem e produção até os testes de fase III e vacinação em massa. Os resultados observados nas populações vacinadas são extremamente animadores: redução dos casos graves e de óbitos, além da diminuição da circulação do vírus. Nem o mais otimista dos cientistas esperava resultados tão promissores, em um intervalo tão curto de tempo. As vacinas de RNA de Sars-Cov-2, com certeza, servirão de abre-alas para as vacinas que já vinham em desenvolvimento, como para os arbovírus por exemplo. Existe ainda o potencial de desenvolvimento de outras vacinas “fracassadas”, como vacinas para HIV e cepas resistentes de tuberculose.

SBMT: Em se tratando de doenças tropicais como Ebola, HIV, malária, tuberculose, doença de Chagas, entre outras, e organismos complexos como os parasitas e o Plasmodium, o senhor acredita que a tecnologia das vacinas anti-COVID poderá ajudar no combate dessas e outras doenças?

Dr. Rafael Dhalia: Com certeza sim. Foram utilizadas as mais diversas tecnologias no desenvolvimento das vacinas contra Sars-Cov-2. Desde as mais tradicionais, como as vacinas de vírus inativado, até as mais tecnológicas como as vacinas de vetor viral (adenovírus) e de RNA mensageiro. Existem ainda diversas iniciativas de vacinas baseadas em subunidade proteica, utilizando tecnologias de ponta. como o uso de proteínas solúveis carreadores, que já estão na Fase III de avaliação. A bagagem acumulada, e a integração de tecnologias de diferentes áreas do conhecimento, nos permitiu chegar rapidamente nas vacinas contra o novo coronavírus. Tudo isso poderá, e deverá, ser utilizado como alicerce para o desenvolvimento de vacinas contra outras doenças, e prevenção de novas Pandemias.

SBMT: Segundo pesquisa norte-americana, desenvolvida por cientistas da University of Washington e do Fred Hutchinson Cancer Research Center, a proteção produzida pelas vacinas de RNA mensageiro pode ser mais eficaz contra as novas variantes do coronavírus do que a proteção natural, obtida após a recuperação de um caso da COVID-19. Qual a sua opinião sobre?

Dr. Ernesto T. A. Marques: Não temos a menor dúvida que estão certos. O principal antígeno, capaz de induzir resposta imune neutralizante contra o Sars-Cov-2, é a proteína “Spike”. Este antígeno está presente na superfície do vírus e é bastante flexível, apresentando diversas conformações ao longo do tempo. Esta flexibilidade faz com que o seu reconhecimento, pelas células do sistema imunológico, seja dificultado. Através de técnicas de biologia estrutural os cientistas foram capazes de tornar a proteína “Spike” mais rígida, e estabilizada na sua forma trimérica de pré-fusão, fazendo com que o antígeno fique estável na conformação ideal para a produção de anticorpos neutralizantes resultando na produção de altos níveis de anticorpos neutralizantes. Além disso, as vacinas de RNA mensageiro podem ter sua informação genética rapidamente alterada, sendo possível estabilizar a proteína “Spike” já com as mutações presentes nas variantes. Portanto, as vacinas de RNA são capazes de conferir uma proteção superior à conferida pela infecção natural do vírus selvagem e de suas variantes.

SBMT: Quais são os principais desafios para expandir e viabilizar tratamentos com mRNA?

Dr. Rafael Dhalia: O primeiro grande desafio é viabilizar os estudos clínicos das vacinas de mRNA. Avaliar a eficácia destas vacinas em relação à proteção, contra as mais diversas doenças. Outro desafio enorme é viabilizar a sua produção e distribuição, não só nos países mais ricos. Existem projetos visando a construção de microfábricas de RNA mensageiro, que pode viabilizar a expansão das vacinas de RNA, no entanto essas iniciativas ainda estão concentradas em poucos países. Finalmente, existes diversos estudos visando otimizar a preservação destas moléculas, permitindo o seu armazenamento em condições de refrigeração em geladeira comum.

SBMT: Com a chegada das vacinas ao mercado, as terapias de mRNA devem ficar mais populares?

Dr. Ernesto T. A. Marques: Com certeza sim. Várias indústrias de biotecnologia que antes não tinham confiança na tecnologia do mRNA, passaram acreditar e investir no desenvolvimento de produtos baseados nesta tecnologia. Na verdade, já existem medicamentos contra doenças autoimunes que usam o mRNA. Além disso, quanto mais vacinas disponíveis, e maior o seu uso, a tecnologia de escalonamento e distribuição torna-se mais acessível em termo de preço. A própria livre concorrência deverá forçar os fornecedores a terem preços mais competitivos de distribuição.

SBMT: Gostariam de acrescentar algo?

Dr. Rafael Dhalia e Dr. Ernesto T. A. Marques: Durante cerca de 30 anos as iniciativas de desenvolvimento das vacinas de RNA vinham sendo vistas com desconfiança, e nenhuma vacina utilizando este tipo de tecnologia tinha sido testada, em larga escala, em seres humanos. A Pandemia de Sars-Cov-2 nos obrigou a rapidamente testar essas vacinas, permitindo inclusive a execução das diferentes fases de desenvolvimento de forma simultânea. A aprovação das vacinas de mRNA, para vacinação em massa, também ocorreu em tempo recorde. Aos poucos o que era visto com desconfiança passou a ser visto com esperança, diante dos resultados promissores que vem sendo observados. Mesmo assim, o negacionismo continua através da exaltação de casos raros de reações alérgicas, em decorrência da vacinação com RNA mensageiro, mesmo se sabendo que mais de 80% dos casos foram em indivíduos com histórico de alergias, e completamente recuperados após a vacinação. Várias “Fake News” ainda circulam, como a denúncia que o material genético das vacinas de RNA pode ser integrado no nosso código genético. Teoria da conspiração completamente infundada, uma vez que enquanto o RNA mensageiro é constituído de uma fita simples de material genético, o DNA é uma fita dupla presente dentro do núcleo. As nossas células estão produzindo mRNA permanentemente, para atender as suas necessidades de sobrevivência, e esses RNAs não se reintegram ao nosso DNA. A única possibilidade de integração seria em pacientes infectados com algum retrovírus, vírus que possuem a enzima transcriptase reversa e integrases, onde uma série de eventos raros seriam necessários: transcrição reversa do mRNA em DNA, transporte do DNA sintetizado para dentro do núcleo e recombinação homóloga sítio-dirigida, caso existisse alguma sequência homóloga com ao genoma do imunizado. Porém, não existe homologia entre o mRNA do vírus SARS-CoV-2 e o DNA do hospedeiro humano. A chance destes fenômenos ocorrerem tendem a zero. Portanto é mais um desserviço para a sociedade. As vacinas de RNA são seguras, eficazes e bastante promissoras, prometendo revolucionar as estratégias atuais de vacinação. As plataformas de síntese de RNA mensageiro serão cada vez mais robustas e deverão serem utilizadas para suprir a demanda reprimida não só de vacinas já em uso, como nos permitirá dar uma rápida resposta frente a possíveis e prováveis novas Pandemias.