Vacina universal contra o coronavírus está chegando?

Cientistas estão correndo para desenvolver uma única vacina que proteja contra as diversas variantes do Sars-CoV-2 e também contra coronavírus emergentes que têm potencial para desencadear uma nova pandemia.

Por Priyanka Runwal
Publicado 25 de jan. de 2022 10:15 BRT
Spike Ferritin Nanoparticle

Uma imagem de microscópio eletrônico da vacina de nanopartículas de ferritina da proteína de espícula (SpFN) contra o Sars-CoV-2.

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Toda vez que uma nova variante surge, os fabricantes de medicamentos e vacinas contra a covid-19 reavaliam suas “receitas” para ver se são eficazes contra um vírus em evolução — como a variante Ômicron, que se espalhou rapidamente pelo mundo em pouco mais de um mês.

Desde o início da pandemia em dezembro de 2019, o coronavírus Sars-CoV-2 que causa a covid-19 sofreu várias mutações, dando origem a diferentes variantes. Como a maioria das vacinas foi projetada para reconhecer a proteína de espícula original do Sars-CoV-2, ou pelo menos partes dela, as variantes mais mutantes, como a Ômicron, escapam com mais facilidade da proteção oferecida pelas vacinas, embora ainda previnam doenças graves.

No mês passado, os fabricantes de vacinas conversaram sobre ajustar a fórmula para ter uma vacina específica contra a Ômicron à mão, se necessário. “No entanto, a Ômicron não será a última variante”, afirma Stephen Zeichner, especialista em doenças infecciosas do Centro Médico da Universidade da Virgínia. “Está bem claro que o vírus continua evoluindo e, no futuro, existe a necessidade de uma vacina universal contra a covid-19 ou mesmo uma vacina universal contra os coronavírus”.

Desde 2020, em preparação para o próximo surto mortal causado por um coronavírus, e os especialistas acreditam que para que isso ocorra é apenas uma questão de tempo, alguns cientistas começaram a desenvolver vacinas que protegem contra diversos coronavírus. Atualmente, muitos esforços se concentram em sarbecovírus conhecidos, que incluem o Sars-CoV-1 e o Sars-CoV-2, e alguns vírus de morcego do tipo Sars que têm o potencial de saltar de animais para humanos.

Os primeiros testes em modelos animais estão mostrando resultados promissores. “O melhor de ter essas vacinas é que elas poderão lidar com variantes potencialmente novas [Sars-CoV-2] e com os próximos vírus horríveis provenientes de spillover (evento de transbordamento) que surgirão no futuro”, explica a bióloga estrutural Pamela Björkman, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, que está desenvolvendo uma vacina universal para alguns vírus do tipo Sars.

Bloqueando novas e futuras variantes

A Ômicron, a versão mais recente do vírus classificada como uma variante de preocupação pela Organização Mundial da Saúde em 26 de novembro de 2021, tem quase 50 mutações genéticas em comparação com a cepa original do Sars-CoV-2. Mais de 30 dessas mutações estão nas espículas em forma de taco que se projetam da superfície do vírus e que facilitam sua entrada nas células hospedeiras. A espícula também é a região do vírus que as vacinas contra a covid-19 têm como alvo para prevenir doenças graves.

Os coronavírus humanos foram identificados pela primeira vez em meados da década de 1960 e raramente causavam doenças graves. Entretanto, isso mudou em 2002, quando uma doença respiratória fatal causada por um novo coronavírus Sars-CoV ligado a morcegos das cavernas surgiu na China e se espalhou para 29 países, infectando quase oito mil pessoas e deixando mais de 700 mortos. Uma década depois, outro novo coronavírus, o Mers-CoV — que surgiu na Arábia Saudita e provavelmente se originou em morcegos — infectou mais de duas mil pessoas em 37 países e matou quase 900 até o momento. O perigo representado pelos coronavírus originários de animais tornou-se ainda mais evidente com o Sars-CoV-2, que resultou em quase 332 milhões de casos confirmados em todo o mundo e mais de cinco milhões de mortes desde o seu surgimento no fim de 2019.

Embora o financiamento limitado e imprudente tenham dificultado o desenvolvimento e o teste dessas vacinas, investimentos recentes, como o programa de US$ 200 milhões sem fins lucrativos da Coalition for Epidemic Preparedness Innovation e o fundo de pesquisa de US$ 36,3 milhões dos Institutos Nacionais de Saúde, significam que as vacinas contra o vírus pancoronavírus — pelo menos para vírus do tipo Sars — pode ser uma realidade mais próxima do que muitos imaginavam.

Uma vacina, diversos coronavírus

O objetivo dessas vacinas é gerar uma ampla resposta imunológica contra diversos coronavírus e suas variantes.

A iniciativa mais avançada até o momento é uma vacina desenvolvida por pesquisadores do Walter Reed Army Institute of Research, que foi testada em humanos como parte de um ensaio de fase 1. A vacina, que empresta a tecnologia desenvolvida para fabricar vacinas universais contra a gripe, envolve uma nanopartícula em forma de bola de futebol com 24 faces registradas com diversas cópias da proteína de espícula original do Sars-CoV-2. A pesquisa revisada por pares conduzida em macacos mostrou a capacidade da vacina de gerar anticorpos que neutralizam e bloqueiam a entrada de Sars-CoV e Sars-CoV-2 e suas principais variantes (excluindo a Ômicron, que não foi testada) em células animais. “A exibição repetitiva e ordenada da proteína de espícula do coronavírus em uma nanopartícula multifacetada pode estimular a imunidade de forma que se traduza em uma proteção significativamente mais ampla”, afirmou Kayvon Modjarrad, coinventor da vacina, em um comunicado à imprensa. Atualmente, sua equipe está analisando os dados da fase 1. A National Geographic entrou em contato com Walter Reed várias vezes para obter mais detalhes, mas eles se recusaram a comentar até que os resultados dos ensaios de fase 1 sejam publicados.

Outras iniciativas de desenvolvimento de uma vacina universal contra o coronavírus envolvem mirar em uma região de evolução lenta, genética e estruturalmente semelhante nos vírus — onde os anticorpos se ligam como parte da resposta imunológica de um organismo contra um invasor estranho — ou, adicionalmente, envolver as células imunológicas do organismo denominadas células T.

Zeichner, por exemplo, está se concentrando na região do peptídeo de fusão, que faz parte da proteína de espícula do coronavírus que auxilia a entrada do vírus nas células hospedeiras, para desenvolver uma vacina pancoronavírus. “Essa parte está bem conservada entre todos os coronavírus”, diz ele. “Não sofre muitas mutações.” Junto com seus colegas, ele testou uma vacina de prova de conceito que utiliza um peptídeo de fusão do Sars-CoV-2, e os primeiros resultados indicaram que a vacina forneceu alguma proteção contra um coronavírus diferente em porcos, denominado vírus da diarreia epidêmica suína, que não infecta humanos. Sua equipe agora está colaborando com pesquisadores da Virginia Tech e do Instituto Internacional de Vacinas em Seul, Coreia do Sul, para desenvolver e continuar testando a vacina contra diferentes variantes do Sars-CoV-2 e outros coronavírus.

Por outro lado, Björkman e seus colegas estão se concentrando em um alvo mais específico: o domínio de ligação ao receptor (RBD) da proteína de espícula. É a região da proteína de espícula à qual a maioria dos anticorpos se liga para impedir que o Sars-CoV-2 entre na célula hospedeira. É também a região dentro da qual ocorrem mutações, dando origem a variantes. Para a vacina, eles utilizaram proteínas RBD de até oito vírus, incluindo o Sars-CoV-2 original e outros coronavírus semelhantes ao Sars isolados de morcegos, que foram fundidos em uma nanopartícula com 60 faces. Ao injetar essa vacina em camundongos, Björkman e seus colegas constataram que os animais produziram diversos anticorpos que, em experimentos de acompanhamento, bloquearam infecções causadas por diversos vírus do tipo Sars, incluindo cepas de coronavírus não utilizadas para criar as vacinas.

Para Björkman, isso sugere que o sistema imunológico do animal pode estar aprendendo a reconhecer características comuns entre os coronavírus e que sua vacina de mosaico, com peças selecionadas de diversos vírus, pode ser útil quando novos vírus semelhantes ao Sars ou novas variantes do Sars-CoV-2 surgir. Atualmente, sua equipe está se preparando para testar a vacina em humanos.

O pesquisador de vacinas Kevin Saunders, do Instituto de Vacinas para Humanos da Universidade de Duke, também está se concentrando no RBD, mas em uma parte muito específica dele, para criar uma vacina contra o vírus do tipo pan-Sars. Quando a pandemia começou no início de 2020, Saunders e seus colegas começaram a procurar anticorpos que inativassem vírus do tipo Sars. Eles examinaram anticorpos presentes em células armazenadas congeladas de um indivíduo que se recuperou da infecção por Sars-CoV e outro indivíduo previamente infectado com covid-19.

Eles identificaram um anticorpo potente chamado DH1047 que ocorreu em células de dois pacientes que poderiam bloquear infecções em camundongos que receberam injeções com diversos coronavírus de morcego e humano, incluindo as variantes de Sars-CoV-2. Um olhar mais atento revelou o anticorpo ligado à mesma pequena seção do RBD da proteína de espícula em diferentes coronavírus, que se tornaram o alvo da vacina.

Ao injetar em macacos diversas cópias dessa peça de RBD do Sars-CoV-2 fundida a uma nanopartícula, Saunders e seus colegas demonstraram a capacidade da vacina de proteger não apenas contra o Sars-CoV-2, mas diversas outras infecções por coronavírus. A equipe agora está testando diferentes iterações dessa vacina de nanopartículas, introduzindo seções de RDB de outros coronavírus para ampliar a resposta imunológica do hospedeiro.

“Às vezes você cria centenas de versões dessas vacinas e as testa em animais antes de decidir a respeito de uma versão para estudar em humanos”, afirma Julie Ledgerwood, vice-diretora e diretora médica do Centro de Pesquisa de Vacinas dos Institutos Nacionais de Saúde. Não é simples, ela explica.

Enquanto isso, cientistas também estão tentando descobrir como essas vacinas podem abranger não apenas os vírus do tipo Sars, mas também o Mers e outros coronavírus relacionados mais distantes. “A diversidade de sequências e as diferenças estruturais entre os coronavírus que se enquadram em diferentes grupos representam um desafio”, esclarece Saunders. Alguns cientistas propõem uma vacina diferente para diferentes famílias de coronavírus.

Contudo, por enquanto, a necessidade de pelo menos uma vacina contra o coronavírus pan-Sars não pode ser ignorada. “Não estamos mais pensando nisso como “será ótimo ter isso para a próxima pandemia”, declara Saunders. “Estamos pensando nisso como uma ótima ferramenta para acabar com essa pandemia”.

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