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Os pesquisadores estão incubando uma vacina de baixo custo contra o coronavírus

Uma nova vacina para Covid-19 que está entrando em testes clínicos no Brasil, México, Tailândia e Vietnã pode mudar a forma como o mundo luta contra a pandemia. A vacina, chamada NVD-HXP-S, é a primeira em ensaios clínicos a usar um novo desenho molecular que deve criar anticorpos mais potentes do que a atual geração de vacinas. E a nova vacina pode ser muito mais fácil de fazer.

As vacinas existentes de empresas como Pfizer e Johnson & Johnson devem ser produzidas em fábricas especializadas com ingredientes difíceis de comprar. Em vez disso, a nova vacina pode ser produzida em massa em ovos de galinha, os mesmos ovos que são produzidos por bilhões de vacinas contra a gripe a cada ano em fábricas ao redor do mundo.

Se o NVD-HXP-S se mostrar seguro e eficaz, os fabricantes de vacinas contra a gripe podem produzir mais de 1 bilhão de doses por ano. Países de baixa e média renda atualmente lutando para obter vacinas de países mais ricos podem fazer NVD-HXP-S por conta própria ou comprá-lo mais barato dos vizinhos.

“Isso é incrível, seria uma virada de jogo”, disse Andrea Taylor, diretora assistente do Centro de Inovação em Saúde Global da Duke.

Em primeiro lugar, no entanto, os ensaios clínicos devem estabelecer que o NVD-HXP-S realmente funciona nas pessoas. A primeira fase dos testes clínicos será concluída em julho e a fase final levará mais vários meses. Mas experimentos com animais vacinados aumentaram a esperança sobre as perspectivas da vacina.

“É um home run para proteção”, disse o Dr. Bruce Innes do PATH Center for Vaccine Innovation and Access, que coordenou o desenvolvimento do NVD-HXP-S. “Eu acho que é uma vacina de classe mundial.”

Vacinas funcionam familiarizar o sistema imunológico com um vírus bem o suficiente para obter uma defesa contra ele. Algumas vacinas contêm vírus inteiros que foram mortos; outros contêm apenas uma proteína do vírus. Outros contêm instruções genéticas que nossas células podem usar para produzir a proteína viral.

Uma vez exposto a um vírus, ou parte dele, o sistema imunológico pode aprender a produzir anticorpos que o atacam. As células imunológicas também podem aprender a reconhecer as células infectadas e destruí-las.

No caso do coronavírus, o melhor alvo para o sistema imunológico é a proteína que reveste sua superfície como uma coroa. A proteína, conhecida como pico, se liga às células e, em seguida, permite que o vírus se funda a elas.

Mas simplesmente injetar proteínas de pico do coronavírus nas pessoas não é a melhor maneira de vaciná-las. Isso ocorre porque as proteínas de pico às vezes assumem a forma errada e fazem com que o sistema imunológico produza os anticorpos errados.

Essa ideia surgiu muito antes da pandemia de Covid-19. Em 2015, outro coronavírus apareceu, causando uma forma mortal de pneumonia chamada MERS. Jason McLellan, um biólogo estrutural que trabalhava na Geisel School of Medicine em Dartmouth, e seus colegas decidiram fazer uma vacina contra ela.

Eles queriam usar a proteína spike como alvo. Mas eles tiveram que levar em consideração o fato de que a proteína do pico muda de forma. À medida que a proteína se prepara para se fundir com uma célula, ela muda de uma forma de tulipa para algo mais parecido com um dardo.

Os cientistas chamam essas duas formas de formas de pré-fusão e pós-fusão do espigão. Os anticorpos contra a forma de pré-fusão atuam poderosamente contra o coronavírus, mas os anticorpos pós-fusão não os impedem.

Dr. McLellan e seus colegas usaram técnicas padrão para fazer uma vacina MERS, mas acabaram com muitos picos pós-fusão, inúteis para seus propósitos. Então, eles descobriram uma maneira de manter a proteína encerrada em uma forma de pré-fusão semelhante a uma tulipa. Tudo o que precisaram fazer foi transformar dois dos mais de 1.000 blocos de proteína em um composto chamado prolina.

O pico resultante, denominado 2P, para as duas novas moléculas de prolina que continha, tinha muito mais probabilidade de assumir a forma de tulipa desejada. Os pesquisadores injetaram os picos 2P em camundongos e descobriram que os animais podem lutar facilmente contra infecções por coronavírus MERS.

A equipe registrou uma patente para sua picareta modificada, mas o mundo deu pouca atenção à invenção. MERS, embora mortal, não é muito contagioso e acabou por ser uma ameaça relativamente menor; menos de 1.000 pessoas morreram de MERS desde que apareceu pela primeira vez em humanos.

Mas no final de 2019, surgiu um novo coronavírus, o SARS-CoV-2, que começou a devastar o mundo. Dr. McLellan e seus colegas entraram em ação e projetaram um pico 2P exclusivo para SARS-CoV-2. Em poucos dias, a Moderna usou essa informação para projetar uma vacina para Covid-19; ele continha uma molécula genética chamada RNA com as instruções para fazer o pico 2P.

Outras empresas logo seguiram o exemplo, adotando picos 2P para seus próprios projetos de vacinas e iniciando os testes clínicos. Todas as três vacinas que foram licenciadas nos Estados Unidos até agora, da Johnson & Johnson, Moderna e Pfizer-BioNTech, usam o pico 2P.

Outros fabricantes de vacinas também estão usando. Novavax teve bons resultados com o pico de 2P em testes clínicos e espera-se que solicite uma autorização de uso emergencial da Food and Drug Administration nas próximas semanas. Sanofi Ela também está testando uma vacina 2P de pico e espera concluir os testes clínicos ainda este ano.

A capacidade do Dr. McLellan de encontrar pistas que salvam vidas na estrutura das proteínas lhe valeu uma profunda admiração no mundo das vacinas. “Esse cara é um gênio”, disse Harry Kleanthous, oficial sênior do programa da Fundação Bill e Melinda Gates. “Você deveria se orgulhar dessa grande coisa que fez pela humanidade.”

Mas depois que McLellan e seus colegas entregaram o pico de 2P aos fabricantes de vacinas, ele se voltou para a proteína para uma análise mais detalhada. Se a troca de apenas duas prolinas melhoraria a vacina, certamente ajustes adicionais poderiam melhorá-la ainda mais.

“Fez sentido tentar ter uma vacina melhor”, disse o Dr. McLellan, que agora é professor associado da Universidade do Texas em Austin.

Em março, ele juntou forças com dois colegas biólogos da Universidade do Texas, Ilya Finkelstein e Jennifer Maynard. Seus três laboratórios criaram 100 novas picaretas, cada uma com um bloco de construção alterado. Com financiamento da Fundação Gates, eles testaram cada um e então combinaram as mudanças promissoras em novos picos. No final das contas, eles criaram uma única proteína que atendeu às suas aspirações.

O vencedor continha as duas prolinas no pico 2P, mais quatro prolinas adicionais encontradas em outras partes da proteína. Dr. McLellan chamou o novo pico HexaPro, em homenagem ao seu total de seis prolinas.

A estrutura do HexaPro era ainda mais estável do que a do 2P, descobriu a equipe. Foi difícil também, mais capaz de suportar o calor e produtos químicos prejudiciais. O Dr. McLellan esperava que seu design robusto o tornasse potente como vacina.

O Dr. McLellan também esperava que as vacinas baseadas em HexaPro alcançassem mais países do mundo, especialmente os países de baixa e média renda, que até agora receberam apenas uma fração da distribuição total das vacinas da primeira onda.

“A proporção de vacinas que receberam até agora é terrível”, disse o Dr. McLellan.

Para tanto, a Universidade do Texas estabeleceu um acordo de licenciamento para o HexaPro que permite que empresas e laboratórios em 80 países de baixa e média renda usem a proteína em suas vacinas sem pagar royalties.

Enquanto isso, o Dr. Innes e seus colegas da PATH estavam procurando uma maneira de aumentar a produção de vacinas Covid-19. Eles queriam uma vacina que as nações menos ricas pudessem fazer.

A primeira onda de vacinas Covid-19 licenciadas requer ingredientes caros e especializados para a fabricação. A vacina baseada em RNA da Moderna, por exemplo, precisa de blocos de construção genéticos chamados nucleotídeos, bem como um ácido graxo feito sob medida para formar uma bolha em torno dela. Esses ingredientes devem ser reunidos em vacinas em fábricas especialmente projetadas.

A forma como as vacinas contra a gripe são feitas é um estudo contrastante. Muitos países têm grandes fábricas para fazer vacinas contra a gripe baratas, com vírus da gripe injetados em ovos de galinha. Os ovos produzem um grande número de novas cópias de vírus. Os trabalhadores da fábrica então extraem os vírus, os enfraquecem ou matam e, em seguida, os colocam em vacinas.

A equipe do PATH questionou se os cientistas poderiam fazer uma vacina Covid-19 que pudesse ser cultivada a baixo custo em ovos de galinha. Dessa forma, as mesmas fábricas que produzem vacinas contra gripe também podem produzir vacinas Covid-19.

Em Nova York, uma equipe de cientistas da Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai soube fazer essa vacina, usando um vírus aviário chamado vírus da doença de Newcastle, que é inofensivo para os humanos.

Por anos, os cientistas foram experimentando com o vírus da doença de Newcastle para criar vacinas para uma variedade de doenças. Para desenvolver uma vacina contra o Ebola, por exemplo, os pesquisadores adicionaram um gene do Ebola ao próprio conjunto de genes do vírus da doença de Newcastle.

Os cientistas então inseriram o vírus modificado em ovos de galinha. Por ser um vírus aviário, ele se multiplica rapidamente nos ovos. Os pesquisadores acabaram com o vírus da doença de Newcastle revestido com proteínas do Ebola.

No Monte Sinai, os pesquisadores decidiram fazer o mesmo, usando proteínas de pico de coronavírus em vez de proteínas de Ebola. Quando descobriram sobre a nova versão do HexaPro do Dr. McLellan, eles a adicionaram aos vírus da doença de Newcastle. Os vírus estavam cheios de proteínas em forma de espinhos, muitas das quais tinham a forma de pré-fusão desejada. Em homenagem ao vírus da doença de Newcastle e ao pico HexaPro, eles o chamaram de NDV-HXP-S.

A PATH organizou a produção de milhares de doses de NDV-HXP-S em uma fábrica vietnamita que normalmente produz vacinas contra influenza em ovos de galinha. Em outubro, a fábrica despachou as vacinas para Nova York para teste. Os pesquisadores do Monte Sinai descobriram que o NDV-HXP-S conferia proteção poderosa em camundongos e hamsters.

“Posso dizer honestamente que posso proteger todos os hamsters, todos os ratos do mundo contra a SARS-CoV-2”, disse o Dr. Peter Palese, líder da pesquisa. “Mas o júri ainda não decidiu o que isso faz em humanos.”

A potência da vacina trouxe um benefício adicional: os pesquisadores precisaram de menos vírus para obter uma dose eficaz. Um único ovo pode produzir de cinco a 10 doses de NDV-HXP-S, em comparação com uma ou duas doses de vacinas contra a gripe.

“Estamos muito entusiasmados com isso, porque pensamos que é uma forma barata de fazer uma vacina”, disse o Dr. Palese.

Em seguida, a PATH conectou a equipe do Monte Sinai aos fabricantes de vacinas contra a gripe. Em 15 de março, o Instituto de Vacinas e Biológicos Médicos do Vietnã Anunciado o início de um ensaio clínico de NDV-HXP-S. Uma semana depois, a Organização Farmacêutica do Governo da Tailândia seguiu o exemplo. No dia 26 de março, o Instituto Butantan do Brasil dizendo solicitaria autorização para iniciar seus próprios ensaios clínicos de NDV-HXP-S.

Enquanto isso, a equipe do Monte Sinai também com licença a vacina do fabricante mexicano de vacinas Avi-Mex na forma de um aerossol intranasal. A empresa iniciará ensaios clínicos para verificar se a vacina é ainda mais potente nessa forma.

Para as nações envolvidas, a perspectiva de fabricar as vacinas por conta própria era atraente. “Esta produção de vacina é produzida por Thais para Thais”, disse o Ministro da Saúde da Tailândia, Anutin Charnvirakul, no anúncio em Bangkok.

No Brasil, o Instituto Butantan apregoou sua versão do NDV-HXP-S como “a vacina brasileira”, que “seria produzida inteiramente no Brasil, sem depender de importação”.

A Sra. Taylor, do Duke Global Health Innovation Center, foi compreensiva. “Eu poderia entender por que seria uma perspectiva tão atraente”, disse ele. “Eles estão à mercê das cadeias de abastecimento globais.”

Madhavi Sunder, especialista em propriedade intelectual da Georgetown Law School, advertiu que o NDV-HXP-S não ajudaria imediatamente países como o Brasil, que lutam contra a atual onda de infecções por Covid-19. “Não estamos falando de 16 bilhões de doses em 2020”, disse ele.

Em vez disso, a estratégia será importante para a produção de vacinas de longo prazo, não apenas para a Covid-19, mas também para outras pandemias que possam surgir no futuro. “Parece muito promissor”, disse ele.

Enquanto isso, o Dr. McLellan voltou à prancheta de desenho molecular para tentar fazer uma terceira versão de seu pico que seja ainda melhor do que o HexaPro.

“Realmente não há fim para esse processo”, disse ele. “O número de permutações é quase infinito. Em algum ponto, você teria que dizer: ‘Esta é a próxima geração’.

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