terça-feira, 15 de dezembro de 2020

A nanotecnologia e as vacinas contra o Covid-19

 

Conceito artístico de uma vacina contra o Covid-19. fonte: Nature.

Nestes últimos meses as #FakeNews sobre as vacinas contra o Covid-19,  vem disseminando-se com uma velocidade maior que a da doença, trazendo consequências mais perigosas que o  próprio vírus. Pois, fazer campanha contra as vacinas não é apenas apostar na própria sorte, na de seus amigos e familiares, menosprezar o trabalho e dedicação de muitos cientistas que encontra-se trabalhando sobre constante pressão e com a responsabilidade de "salvar a humanidade". Mas, também é ir contra o progresso do conhecimento humano. Na tentativa de entender o que leva ás pessoas a agir dessa maneira, comecei a pesquisar e ler alguns artigos sobre as vacinas, entre os quais encontrei um bem interessante que está resumido a seguir.

Segundo um artigo publicado alguns dias atrás na revista Nature Nanotechnology, pelo menos duas vacinas baseadas em nanopartículas  estão em processo de aprovação pela  Food and Drug Administration dos EUA  e podem representar um passo gigantesco na luta contra a pandemia de COVID-19.

Em 18 de novembro de 2020, a BioNtech e a Pfizer anunciaram os resultados finais  de seu ensaio clínico de fase 3 da vacina contra o COVID-19.  Apenas alguns dias antes, a Moderna também revelou o resultado preliminar de seu estudo de fase 3. Com uma  eficácia reivindicada na prevenção da infecção de 95% e 94,5%, respectivamente. A BNT162b2 - vacina desenvolvida pela pequena start-up alemã e a gigante farmacêutica americana , e  a mRNA-1273 - desenvolvida pela empresa de biotecnologia sediada em Cambridge em colaboração com o National Institutes of Health -  estão a caminho de se tornarem as primeiras medidas profiláticas contra a infecção por SARS-CoV-2.

Embora ambas  candidatas ainda precisem  de cumprir mais algumas exigências antes de receberem a aprovação Food and Drug Administration , eles destacam-se pela inovação. Se aprovadas, seriam as primeiras vacinas baseadas em RNA mensageiro (mRNA) a atingir o uso clínico.

Esta nova classe de vacinas baseadas em DNA e RNA distribuem a sequência genética  de proteínas virais específicas às células hospedeiras usando plataformas de nanotecnologia.  Em vez disso, as vacinas tradicionais desencadeiam respostas imunológicas após a injeção de vírus inteiros, seja como vírus vivos atenuados, vírus inativados ou vírus modificados, no corpo. Ambos os tipos de vacinas estão sendo testados contra COVID-19 em ensaios clínicos.

Com relação a outras abordagens, as terapias baseadas em mRNA têm várias vantagens. A entrega de mRNA  é mais segura do que a entrega de vírus inteiro ou DNA, pois o mRNA não é infeccioso e não pode ser integrado ao genoma do hospedeiro; enquanto o DNA precisa chegar ao núcleo para ser decodificado, o mRNA é processado diretamente no citosol; O mRNA tem meia-vida curta, que pode ser regulada por desenho molecular; finalmente, é imunogênica, o que pode representar uma vantagem para o desenho de vacinas, mas sua imunogenicidade  pode ser modulada com técnicas de engenharia molecular. 

No entanto, para ser transportado com segurança  e eficiência in vivo sem ser degradado na circulação e para atingir o citosol através da membrana plasmática celular, o mRNA precisa de um transportador. Para muitas terapêuticas baseadas em mRNA, incluindo BNT162b2 e mRNA-1273, os veículos de escolha são nanopartículas lipídicas (embora outros materiais também tenham sido usados). Complexado com lipídios carregados positivamente, o mRNA é mais estável e resistente à degradação mediada por RNase e forma partículas do tamanho de vírus automontadas que podem ser administradas por diferentes vias. 

Uma vez endocitadas, as nanopartículas lipídicas promovem o escape endossomal e liberam sua carga genética no citosol, onde o mRNA é traduzido em proteínas antigênicas, iniciando a maquinaria do sistema imunológico para a produção de anticorpos neutralizantes. Tanto o BNT162b2 quanto o mRNA-1273 entregam o mRNA que codifica variantes genéticas da proteína spike SARS-CoV-2 que são mais estáveis ​​e imunogênicas do que a proteína natural. Uma desvantagem atual dessas formulações é que seu armazenamento de longo prazo requer baixas temperaturas, colocando obstáculos logísticos para sua distribuição e administração potencial, em particular para regiões do sul global.

No entanto, essas vacinas são uma grande conquista para a medicina molecular e a biotecnologia. Elas também representam um grande marco para a nanomedicina, que tem lutado para obter reconhecimento popular até agora, devido aos desafios de interpretação. Elas são um sucesso para todos os cientistas que trabalharam para otimizar nanoformulações para o empacotamento eficiente e entrega segura de  material genético, resumem algumas das ideias por trás do conceito de entrega de drogas e os  princípios fundamentais da nanomedicina - que são materiais biocompatíveis de engenharia, graças ao seu tamanho nanométrico e características físico-químicas, podem proteger as cargas de drogas  da degradação e oferecer controle sobre sua biodistribuição.

Abordagens de nanomedicina, especialmente para terapias de câncer, muitas vezes levaram a resultados desanimadores quando traduzidas da área pré-clínica para a clínica devido à natureza complexa e ainda
 mal compreendida das interações nano-bio. As últimas evidências sugerem que em áreas como o desenvolvimento de vacinas, as chances de uma abordagem baseada na nanomedicina são mais favoráveis. Além disso, essas estratégias são escalonáveis ​​e versáteis, uma vez que o mRNA pode ser projetado usando técnicas de laboratório padrão. Isso significa que elas podem ser facilmente e rapidamente adaptadas para produzir novas vacinas contra epidemias futuras.

BNT162b2 e mRNA-1273 não seriam as primeiras nanoformulações a serem aprovadas para uso humano . Se bem-sucedidos, no entanto, ajudariam a mitigar uma crise de saúde global de dimensões sem precedentes na história moderna, demonstrando uma aplicação impactante da nanomedicina em escala global e aumentando a conscientização sobre seus benefícios potenciais para o público mais amplo.

Referências: 

Nanomedicine and the COVID-19 vaccines. Nat. Nanotechnol. 15, 963 (2020). https://doi.org/10.1038/s41565-020-00820-0

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