A pandemia de COVID-19 em andamento estãolana§ando um forte foco no desenvolvimento de vacinas. Amedida que inaºmeras vacinas passam por testes clínicos, médicos e pesquisadores continuam trabalhando no desenvolvimento de novas tecnologias de vacinas para gerar as vacinas mais eficazes com o menor número de efeitos colaterais.

Um novo estudo de prova de conceito realizado por pesquisadores da Universidade de Chicago e da Universidade Duke demonstra o potencial de uma dessas plataformas, usando nanofibras pepta­dicas de montagem automa¡tica marcadas com anta­genos para preparar o sistema imunológico contra uma possí­vel invasão.

Sua pesquisa, publicada na Science Advances em 7 de agosto de 2020, mostrou que essas nanofibras podem induzir uma resposta imune e ativar células T sem o uso de adjuvantes adicionais, que podem induzir inflamação e estãoassociados a efeitos colaterais comuns de vacinas, como dor no local da injeção ou febre baixa.

"Quera­amos entender como o corpo processou esse sistema de nanofibras, desde sua primeira interação com o sistema imunológico atéo ponto em que levou a uma resposta imunola³gica completa", disse a co-autora Anita Chong, Ph.D., professora de cirurgia na Universidade de Chicago Medicine. "A fim de visualizar a absorção das nanofibras, decidimos tentar a via intranasal, porque ela nos daria acesso a s células dendra­ticas nos pulmaµes e rastreava seu movimento nos linfonodos que drenavam".

Revestindo assuperfÍcies dos pulmaµes e intestinos, as células dendra­ticas atuam como um primeiro ponto de contato para o sistema imunológico inato. Essas células se ligam e devoram os anta­genos encontrados nasuperfÍcie dos patógenos invasores, depois se voltam e apresentam os anta­genos em sua própriasuperfÍcie celular para outras células do sistema imunológico, incluindo as células T e B. Isso permite que as células T iniciem uma resposta imune e se preparem para defender o corpo contra bactanãrias, fungos ou va­rus invasores.

No estudo, os pesquisadores utilizaram sua plataforma de nanofibras para testar um tipo especa­fico de vacina, chamada de vacina de subunidade, que usa apenas uma protea­na especa­fica destinada a atuar como o anta­geno principal para estimular uma resposta imune. Isso contrasta com outros tipos de vacinas, como vacinas vivas atenuadas ou inativadas, que desafiam o sistema imunológico ao introduzir todo o va­rus, de forma menos virulenta ou inativa.

Cada tipo de vacina tem suas vantagens e desvantagens; vacinas vivas atenuadas podem oferecer a maior proteção, mas, por conterem o pata³geno real, freqa¼entemente não podem ser usadas em pacientes com sistema imunológico enfraquecido.

"A principal vantagem das vacinas de subunidade éa segurança, uma vez que não envolvem a replicação de patógenos vivos", disse o primeiro autor Youhui Si, Ph.D., um cientista pesquisador da UChicago. “Por outro lado, para aumentar sua efica¡cia, as vacinas de subunidades requerem adjuvantes e doses repetidas para induzir imunidade duradoura contra a doena§a”.

Os adjuvantes tem a grande desvantagem de provocar inflamação. "Isso torna difa­cil encontrar o equila­brio entre obter uma resposta imune forte o suficiente e tornar a vacina o mais segura e livre de efeitos colaterais possí­vel", disse o coautor Joel Collier, Ph.D., professor associado de engenharia biomédica na Duke University.

"A fibra que desenvolvemos éúnica no sentido de que não requer aquela inflamação", continuou ele. "O pra³prio andaime parece ser capaz de ativar as células dendra­ticas para desencadear a resposta imunola³gica. Mas, antes de agora, não ta­nhamos nenhum entendimento real de quais vias estavam envolvidas neste processo, então este estudo fornece algumas dicas sobre o que estãoacontecendo em."

Os pesquisadores dizem que não requerer adjuvantes tem muitas vantagens. "Além dos problemas de inflamação, os adjuvantes exigem que as vacinas sejam mantidas em armazenamento refrigerado", disse Chong. "Sem eles, os pepta­deos são bastante esta¡veis ​​ao calor e podem ser entregues como um pa³ seco para ser reconstitua­do em nanofibras no local, tornando mais fa¡cil obter vacinas em áreas com recursos limitados."

Os pesquisadores acreditam que a principal força de seu andaime de nanofibra éque ele fornece uma estrutura física que apresenta os anta­genos a s células dendra­ticas , tornando mais fa¡cil para o sistema imunológico inato reconhecer os anta­genos e iniciar uma resposta.

"Acho que não tem havido atenção suficiente para a compreensão da estrutura física que cerca os anta­genos e das informações que a estrutura fornece ao sistema imunológico ", disse Chong. "Este sistema vai nos permitir separar os sinais que são entregues por uma estrutura física ; eles são complementares ou distintos dos adjuvantes químicos solaºveis?"

Embora o objetivo principal do estudo seja descobrir o mecanismo pelo qual as nanofibras podem induzir uma resposta imune, os resultados também demonstram que essa plataforma tem grande potencial para gerar vacinas intranasais seguras e eficazes.

"Vimos que as fibras pepta­dicas por si são geraram uma forte resposta imunola³gica por meio da via intranasal", disse Collier. "Esta rota éa³tima para a adesão a  vacina, porque não envolve uma agulha. Algumas pessoas tem dificuldade em lidar com agulhas, inclusive eu! Elas podem induzir uma resposta vasovagal, fazendo com que as pessoas percam a consciência, e édifa­cil de controlar. Eliminação agulhas de uma plataforma de vacina podem ajudar com este problema e podem significar que mais pessoas ira£o procurar a vacina. "

Essa plataforma também permitiria aos médicos e cientistas marcar com mais precisão a resposta imunola³gica para fornecer a melhor proteção contra uma doena§a. Eles forneceram o exemplo do SARS-CoV-2, o novo coronava­rus que causa o COVID-19, como um exemplo em que poder ajustar a resposta imune e entregar a vacina diretamente aos tecidos mais afetados pode ser benanãfico.

"Nãosabemos ainda quais anta­genos sera£o mais protetores contra COVID-19", disse Collier. "Isso nos permitiria atingir e produzir anticorpos e células T de maneira muito precisa que fornecera£o a maior proteção."

Os pesquisadores disseram que a plataforma intranasal e a plataforma sublingual semelhante, que envolve a aplicação da vacina sob a la­ngua, tem muito potencial. "Essas vias não são apenas isentas de agulhas, o que torna o acesso mais fa¡cil e conforta¡vel para as pessoas, mas também podem provocar uma resposta imunola³gica diretamente nos pulmaµes ou nos tecidos da mucosa", disse Chong. “Muitas infecções ocorrem atravanãs das vias oral e respirata³ria, incluindo COVID-19, então ser capaz de desencadear essa resposta imunola³gica na área certa do corpo émuito útil e pode tornar a vacina mais protetora”.