Como desenvolver as melhores vacinas - Ciência em Ação
Postado em 20/07/2020 17/07/2020 por Elisa Orlandi
Estamos vivendo uma pandemia, e imagino que você deve estar curioso para saber como podemos desenvolver as melhores vacinas, certo? Então fique atento em tudo que vou te explicar nas próximas linhas. 🙂
Aproximadamente 15 anos atrás, na revista Nature, um estudo era publicado sobre o DNA origami. Este método permite dobrar o DNA e transformá-lo em uma máquina biomolecular. Mas e qual a relação disso com doenças virais? Quando o material genético ganha um estrutura tridimensional ele pode assumir formatos semelhantes aos vírus naturais.
Estas estruturas moleculares 3D podem ser os cavalos de Tróia que precisamos para treinar o nosso sistema imune a produzir anticorpos que podem nos defender de infecções virais como a Covid-19.
O desenvolvimento das melhores vacinas
No final de junho deste ano um time de pesquisadores publicou um artigo na revista Nature Nanotechnology para compartilhar seus resultados ao utilizar o DNA origami para ativar células do sistema imunológico.
O vírus apresentam um revestimento externo como proteínas que permitem o processo de infecção das nossas células. Os cientistas revestiram o DNA origami com estas proteínas com o objetivo de estimular uma resposta imunológica mais eficiente.
Veja a aula e revise a estrutura vira:
O foco inicial da pesquisa era o vírus do HIV, mas o time logo passou a dedicar seus esforços ao SARS-Cov-2, o agente causador da Covid-19.
DNA: a molécula da vida
O DNA é o material genético que está presente em todos os seres vivos. Ele é uma molécula muito estável. Não apresenta atividade elétrica, ou química. Isso quer dizer que ele não participa de reações químicas. Se pensarmos que seu papel é armazenar as informações para produzir nossas proteínas, isso é ótimo. As chances do material genético sofrer mutações são baixas.
Mas e como podemos aproveitar essa molécula inerte para estimular o sistema imunológico?
Dr. Nadrian Seeman, professor da Universidade de Nova York, na década de 80 descobriu a capacidade do DNA se auto-montar em estruturas precisas. Uma cadeia dupla, natural ou sintética, se dobra da mesma forma que dupla hélice de DNA em nossos organismos.
Estas estruturas tridimensionais são capazes de localizar e capturar proteínas. Podem também transportar medicamentos para o seu alvo exato de ação ou então interferir em processos biológicos.
Agora, a ideia é utilizar o DNA origami para educar o nosso sistema imunológico. Apresentar antígenos com as moléculas de DNA origami e assim estimular a produção de anticorpos.
Os vírus, como escrevi lá em cima, são formados por uma molécula de material genético (RNA ou DNA) que é envolvida por um envelope de proteínas. Essas proteínas permitem ao vírus entrar em nossas células e se reproduzirem.
O nosso sistema imunológico reconhece estas proteínas do envelope viral e passa a produzir anticorpos que se ligarão a elas. O uso do DNA origami pode contribuir para que esse processo de reconhecimento de proteínas virais e produção de anticorpos seja mais eficiente.
A vantagem desta possibilidade é que não precisaríamos mais utilizar vacinas de vírus atenuados, reduzindo dessa forma os efeitos colaterais desse tipo de imunização.
O D20 e o caminho para as melhores vacinas
Como foi o passo a passo da construção do DNA origami? Os pesquisadores utilizaram moléculas de DNA que se auto-moldaram como um dado de 20 faces. O tamanho e o formato imita perfeitamente uma estrutura viral. Do origami partem "braços" se ligam ao antígeno escolhido.
No caso da Covid-19 seriam utilizadas proteínas do vírus SARS-CoV-2. Para o vírus do HIV a proteína utilizada foi a gp120, além de uma variedade de partículas semelhantes às que são encontradas no vírus.
Experimentos foram realizados com grande quantidade de proteínas virais ligadas ao DNA origami. Mas algumas versões do Vírus de Tróia foram feitas com maior espaçamento entre os braços e antígenos. E para surpresa dos pesquisadores o DNA origami com grandes quantidades de proteínas não foi mais eficiente no desenvolvimento de anticorpos. O vírus de Tróia com menor quantidade de antígenos obteve melhores resultados.
Ter mais uma alternativa para ajudar no combate à Covid-19 é muito importante. Enquanto esperamos a vacina lembre-se de tomar todos os cuidados necessários e possíveis. <3 Já falamos sobre vacinas aqui no blog outras vezes, dá uma olhada neste texto aqui e veja como a vacina do Sarampo também é uma esperança para a humanidade.