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Pesquisadores da Universidade de Stanford podem estar prestes a superar o medo de agulhas com uma vacina tópica aplicada diretamente na pele, após recentes testes bem-sucedidos.
Eliminar não apenas o medo, mas também a dor aguda e duradoura associada às injeções é um grande marco na pesquisa de vacinas campo. Segundo a equipe responsável pela pesquisa, o novo método também reduziria significativamente o custo de produção da vacina.
O que há na pele?
“Todos nós odiamos agulhas – todo mundo odia” disse o autor principal Michael Fischbach. “Não encontrei uma única pessoa que não goste da ideia de que é possível substituir uma dose por um creme.”
Fischbach ressalta que a pele humana é muito seca, salgada e estéril para que a maioria dos organismos unicelulares prosperem. No entanto, alguns, como o Staphylococcus epidermidis, ainda conseguem sobreviver. “Esses insetos residem em todos os folículos capilares de praticamente todas as pessoas do planeta”, disse Fischbach. Devido à falta de efeitos nocivos, os imunologistas há muito ignoram as bactérias colonizadoras da pele. No entanto, a equipa de Fischbach descobriu que o sistema imunitário era mais agressivo contra o S. epidermidis do que se pensava anteriormente.
A equipe de Fishbach analisou a produção de anticorpos, a peça central de uma resposta imunológica. Os anticorpos são proteínas concebidas para se fixarem nos micróbios, impedindo a sua capacidade de se fixarem nas células ou de viajarem pela corrente sanguínea. Para serem eficazes, os anticorpos devem ser fortemente direcionados e compatíveis apenas com uma espécie ou cepa específica de invasor.
As vacinas existentes introduzem amostras de vírus inativos na corrente sanguínea para gerar essa resposta imunológica, construindo resistência sem prejudicar o sujeito. A equipe se perguntou se poderiam desenvolver uma resposta semelhante através de uma reação imunológica a uma entidade estranha na pele, em vez de na corrente sanguínea.
De ratos e germes
A experiência da equipa examinou se um animal que normalmente não entrava em contacto com S. epidermidis experimentaria uma resposta de anticorpos. A equipe de Fischbach limpou um rato normal com uma solução contendo S. epidermidis. Nas seis semanas seguintes, eles coletaram sangue para procurar qualquer sinal de anticorpos. Os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que os ratos não apenas produziam alguns anticorpos, mas os produziam continuamente em quantidades cada vez maiores ao longo das seis semanas. A resposta de anticorpos foi ainda mais potente do que uma vacinação injetada típica. A resposta foi forte e específica.
“A mesma coisa parece estar ocorrendo naturalmente em humanos”, disse Fischbach. “Recebemos sangue de doadores humanos e descobrimos que os seus níveis circulantes de anticorpos dirigidos contra S. epidermidis eram tão elevados como qualquer coisa contra a qual somos vacinados rotineiramente. Nossa feroz resposta imunológica a essas bactérias comensais que ficam do outro lado daquela importante barreira antimicrobiana que chamamos de pele parece não ter propósito.”
A pele precisa do apoio do sistema imunológico para ser eficaz. Fishbach chama os anticorpos de “a melhor barreira” contra invasores. O S. epidermidis tópico difere dos patógenos da corrente sanguínea porque gera uma resposta preventiva. Esta resposta serve para se preparar para qualquer rasgo na pele que possa permitir a entrada de S. epidermidis ou qualquer outro contágio.
Desenvolvendo uma vacina tópica
Fischbach e sua equipe passaram a transformar S. epidermidis em uma vacina tópica. Os pesquisadores identificaram a Aap, uma proteína do S. epidermidis, como responsável por desencadear a resposta imunológica. Aap é uma grande estrutura semelhante a uma árvore que se projeta da parede celular da bactéria. A saliência se expõe às células sentinelas que patrulham o corpo, permitindo que essas sentinelas levem uma amostra de volta a outras células do sistema imunológico para desenvolver um novo anticorpo. Esses anticorpos incluem anticorpos IgG transmitidos pelo sangue e anticorpos IgA que residem no muco.
“Estamos extraindo IgA nas narinas dos ratos”, disse Fischbach. “Os patógenos respiratórios responsáveis pelo resfriado comum, gripe e COVID-19 tendem a entrar em nosso corpo pelas narinas. As vacinas normais não podem evitar isso. Eles entram em ação apenas quando o patógeno entra no sangue. Seria muito melhor impedir que isso acontecesse em primeiro lugar.”
Depois de identificar o Aap como ponto focal, a equipe o manipulou por meio de engenharia genética. Eles introduziram o código genético do apêndice Aap em forma de árvore do tétano altamente tóxico em uma amostra de S. epidermidis, resultando em uma proteína inofensiva modelada a partir de uma substância perigosa. Isso permitiria que os camundongos desenvolvessem uma resposta imunológica eficiente ao tétano real?
Teste de vacina bem-sucedido
A equipe de Fischbach repetiu seu experimento anterior usando o S. epidermidis inalterado, mas adicionou um segundo grupo esfregado com o S. epidermidis codificado pela bioengenharia aplicado, cujas amostras foram aplicadas ao longo de seis semanas. Os camundongos esfregados com a toxina tetânica desenvolvida desenvolveram altos níveis de anticorpos para a bactéria alvo. No final do experimento, a equipe injetou quantidades letais de tétano em ratos de ambos os grupos. Apenas os ratos vacinados contra o tétano sobreviveram.
A equipe de Fischbach lançou então outra rodada focada na difteria em vez do tétano, resultando novamente na geração bem-sucedida dos anticorpos direcionados. Com apenas duas ou três aplicações da vacina tópica, os ratos desenvolveram uma resposta de anticorpos que salvou vidas.
Outras alterações na metodologia de produção de vacinas da equipa provaram aumentar a eficácia. A equipe criou um fragmento de tétano em um biorreator e anexou-o quimicamente ao Aap para que pontilhasse a superfície do S. epidermidis. A equipe inicialmente pensou que este seria um método menos eficaz, pois as bactérias se dividiam e a toxina se diluía, mas o inverso era verdadeiro. Esta construção alternativa provou ser forte o suficiente para fazer com que os ratos desenvolvessem uma defesa contra seis vezes o limite letal do tétano.
“Sabemos que funciona em ratos”, disse Fischbach. “A seguir, precisamos mostrar que funciona em macacos. É isso que vamos fazer.” Caso a próxima ronda de ensaios seja bem-sucedida, Fischbach pretende iniciar os ensaios clínicos nos próximos dois ou três anos.
“Acreditamos que isso funcionará para vírus, bactérias, fungos e parasitas unicelulares”, disse Fischbach. “A maioria das vacinas tem ingredientes que estimulam uma resposta inflamatória e fazem você se sentir um pouco enjoado. Esses bugs não fazem isso. Esperamos que você não sinta nenhuma inflamação.”
O papel “Descoberta e engenharia da resposta de anticorpos a um comensal cutâneo proeminente” apareceu em 11 de dezembro de 2024 no Natureza.
Ryan Whalen cobre ciência e tecnologia para The Debrief. Ele possui bacharelado em História e mestrado em Biblioteconomia e Ciência da Informação com certificado em Ciência de Dados. Ele pode ser contatado em ryan@thedebrief.orge siga-o no Twitter @mdntwvlf.
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