Criação de uma vacina contra COVID-19

Cientistas da UNM aplicam suas partículas semelhantes a vírus, que usam partes intercambiáveis, para combater o vírus que causa o COVID-19

David Peabody, PhD, e Bryce Chackerian, PhD, estão criando vacinas a partir de partículas que são o oposto dos Cavalos de Tróia: eles parecem mortais por fora, mas são inofensivos por dentro.

A ideia, diz Peabody, é fazer com que o corpo acredite que foi infectado por um inimigo microscópico. A reação do corpo à suposta infecção o prepara para um ataque do inimigo real.

Cientistas da Universidade do Novo México, Peabody e Chackerian estão usando uma bolsa de US $ 250,000 de um ano para fazer uma vacina para proteger contra COVID-19 usando as partículas semelhantes a vírus que desenvolveram.

As partículas esféricas são produzidas por bactérias e podem ser transformadas em qualquer coisa perigosa: um parasita, uma célula cancerosa, um vírus. Peabody pode manipular geneticamente as partículas para exibir uma parte das proteínas de superfície do parasita, da célula ou do vírus - a parte é chamada de epítopo - na parte externa. O padrão de repetição do epítopo incita o sistema imunológico a reagir fortemente e formar anticorpos contra o epítopo.

No entanto, decorar a parte externa de partículas semelhantes a vírus com epítopos não é suficiente para evitar doenças. Os anticorpos têm uma forma tão única quanto os epítopos aos quais se ligam. Chackerian explica que nem todos os anticorpos impedem um vírus.

“Para as vacinas virais, o objetivo é produzir anticorpos neutralizantes”, diz ele. "Este é um anticorpo que pode se anexar ao vírus e, então, prevenir efetivamente o vírus de infectar uma célula."

Para fazer uma vacina contra o COVID-19, Chackerian e Peabody estão usando o conhecimento do genoma do vírus SARS-CoV-2, causador da doença respiratória.

Peabody resume: "Nós fazemos uma partícula semelhante a um vírus que exibe em sua superfície pedaços de SARS-CoV-2. E se esses pedaços de SARS-CoV-2 produzem anticorpos que neutralizam o vírus, isso é uma vacina."

Peabody e Chackerian dizem que podem fazer vacinas candidatas rapidamente e têm um sistema que pode direcionar o sistema imunológico para responder a epítopos específicos. Anteriormente, suas partículas semelhantes a vírus foram usadas para fazer vacinas contra o papilomavírus humano, a malária e até mesmo as células metastáticas do câncer de mama.

“O objetivo”, diz Chackerian, “seria desenvolver uma vacina que desenvolvesse respostas fortes e duradouras às partes do vírus que são críticas para sua função”.

Peabody e Chackerian não conhecem as partes específicas do vírus SARS-CoV-2 para alvejar, mas podem fazer suposições fundamentadas. Além da sequência do genoma do vírus SARS-CoV-2, eles têm informações sobre como o sistema imunológico das pessoas respondeu a um vírus semelhante durante o surto de SARS em 2003. Peabody diz que os dois vírus são estruturalmente semelhantes o suficiente para que provavelmente compartilhem algo crítico epítopos.

Mas cada vacina candidata precisará ser testada quanto à sua capacidade de induzir anticorpos que bloqueiam a entrada do vírus na célula. O teste requer tempo e uma equipe científica. A equipe de Peabody e Chackerian inclui Steven Bradfute, PhD, no Centro de Saúde Global da UNM, e Kathryn Frietze, PhD, e Alison Kell, PhD, no Departamento de Genética Molecular e Microbiologia da UNM.

Para fazer um pipeline de possíveis vacinas, Peabody e Frietze selecionam alvos de epítopos potenciais e projetam as partículas semelhantes a vírus. Chackerian vacina animais de teste e coleta amostras de sangue deles. Ele e Kell também estão conduzindo estudos para confirmar se as vacinas realmente se ligam aos alvos celulares pretendidos. E, Bradfute está testando amostras de sangue dos animais para verificar se seus anticorpos bloqueiam a infecção.

Este trabalho e esses testes ocorrem antes dos ensaios clínicos. Assim que uma vacina candidata é bem-sucedida em um ensaio clínico, Peabody e Chackerian planejam trabalhar com um parceiro e esperam produzir grandes quantidades de vacina em um curto espaço de tempo.

Os ensaios clínicos, no entanto, podem levar anos para garantir a segurança e eficácia. Mas Peabody e Chackerian veem outra vantagem que as partículas semelhantes a vírus podem oferecer.

"Imaginamos um mundo no qual existe uma tecnologia de plataforma pré-aprovada para uso [em humanos], com peças intercambiáveis ​​que você troca para corresponder a qualquer ameaça que você está tentando enfrentar", diz Peabody. "[Assim] que adicionar outro epítopo de um agente diferente será aprovado mais rapidamente do que se você tivesse que começar inteiramente do zero."

David Peabody, PhD, é professor do Departamento de Genética Molecular e Microbiologia da Escola de Medicina da UNM e membro titular do UNM Comprehensive Cancer Center.

Bryce Chackerian, PhD, é professor e vice-presidente do Departamento de Genética Molecular e Microbiologia da Escola de Medicina da UNM e membro titular do UNM Comprehensive Cancer Center.

O Instituto Nacional do Câncer dos Institutos Nacionais de Saúde está apoiando a pesquisa relatada nesta publicação sob o Número do Prêmio P30CA118100-15S5. Investigador principal: David Peabody, PhD. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial do National Institutes of Health.