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O vírus SARS-CoV-2 de repente entrou em nossas vidas, se espalhou pelo planeta muito rapidamente causando estragos e imediatamente ouvimos: a solução é a vacina, mas vai demorar muito até que ela chegue ...
Mas também rapidamente milhares de cientistas começaram a trabalhar, colaborando, compartilhando conhecimento à medida que ele era produzido e publicado. Já em maio sabíamos que milhares de voluntários estavam sendo testados quanto à eficácia e segurança de algumas vacinas. Antes do final do ano, duas vacinas baseadas em RNA estão sendo administradas à população mais vulnerável. Como isso foi possível?
Vacinas recordes
O desenvolvimento de vacinas tradicionais pode levar 15 anos ou mais. Conforme indicado na figura, você começa com uma longa fase de descoberta envolvendo o projeto e a execução de experimentos exploratórios.
Isso é seguido por experimentos pré-clínicos e estudos de toxicologia, bem como o desenvolvimento de processos de produção. Durante este processo, uma Aplicação Investigacional de Novo Medicamento (IND) é enviada e os testes de Fase I, II e III começam sequencialmente.
Esboço do processo de desenvolvimento da vacina antes e depois da pandemia de COVID-19. Adaptado e traduzido de Krammer (Nature, 2020) por Mercedes Jiménez. Krammer, Nature, 2020
Após a conclusão dos testes de fase III, e se os desfechos predeterminados forem atingidos , um pedido de licença de produtos biológicos (BLA) é submetido, o qual é revisado pelas agências reguladoras e finalmente autorizado. Depois desse ponto, começa a produção em grande escala.
Mas a pandemia, com todas as suas consequências, obrigou-nos a pisar no acelerador sem eliminar as etapas que garantem eficiência, qualidade e segurança. Como podemos ver na figura, o desenvolvimento de vacinas para SARS-CoV-2 seguiu um processo de tempo acelerado por diferentes razões:
- Devido ao conhecimento anterior obtido no desenvolvimento inicial de vacinas para SARS-CoV e MERS-CoV, a fase de descoberta foi pulada.
- Os processos existentes foram adaptados e os ensaios de fase I / II iniciados quase simultaneamente.
- Os ensaios da Fase III foram iniciados após análise intermediária dos resultados das fases anteriores, mantendo as etapas do ensaio clínico em paralelo.
- Entretanto, começou a produção em grande escala (em risco) de várias vacinas.
- A Agência Europeia de Medicamentos, EMA, procedeu a uma avaliação contínua destas vacinas.
Uma revisão contínua significa que não está completa?
Não. Isso significa que o Comitê de Medicamentos Humanos (CHMP) da EMA analisa os dados de eficácia, segurança e qualidade à medida que se tornam disponíveis nos estudos em andamento, mesmo antes de um pedido formal ser submetido. Dessa forma, você pode decidir com antecedência se a vacina deve ser autorizada ou não para agilizar a avaliação durante uma emergência de saúde pública.
O que é RNA e o que ele faz?
Parece que acabamos de descobrir o RNA, mas essa molécula foi descoberta na década de 1950 pelo famoso cientista Severo Ochoa. Em 1955 Severo Ochoa, junto com Marianne Grunberg-Manago, publicou em artigo científico a descoberta e o isolamento de uma enzima de uma célula bacteriana e a batizou de polinucleotídeo-fosforilase, mais tarde conhecida como RNA-polimerase .
Usando essa enzima, Severo Ochoa alcançou a síntese de RNA em laboratório pela primeira vez. Desde essa descoberta até hoje, trabalhos de pesquisa significativos foram realizados sobre o RNA.
E o que é RNA? Também conhecido como ácido ribonucléico, é encontrado em uma forma de fita simples com três das mesmas letras ( bases nitrogenadas ) do DNA (G, A, C) e um U em vez de um T, e é muito mais instável e quebradiço.
O RNA está envolvido nos processos de expressão e regulação de genes. É responsável na forma de mensageiro RNA- (m) por transportar as informações contidas no DNA do núcleo ao citoplasma da célula para sintetizar as proteínas de que nosso corpo necessita, como uma receita de um livro de receitas que contém instruções.
RNA congelado para vacinação
As vacinas baseadas em RNA têm sido estudadas há vários anos, pois apresentam várias vantagens em relação às tradicionais, incluindo aquelas baseadas em DNA.
Um dos principais desafios que os cientistas enfrentaram durante esses anos para obter a aprovação clínica das vacinas de mRNA foi conseguir sua administração intracelular, já que esta é muito instável em condições fisiológicas e "bucha de canhão" de algumas enzimas que são chamados de ribonucleases.
Essas ribonucleases, quando veem uma molécula de RNA, quebram-na em pedaços menores, o que é conhecido como hidrólise catalítica .
Portanto, mRNA desprotegido administrado isoladamente não é adequado, por isso foi por muito tempo ignorado pela indústria farmacêutica. Só alguns anos depois foi encontrada uma maneira de estabilizar o RNA in vivo usando nanocápsulas lipídicas, de modo que a molécula de RNA fique dentro dessas nanocápsulas completamente segura do ataque das ribonucleases, e portanto conseguindo entrar na célula.
Esquema de funcionamento de vacinas de mRNA encapsuladas em nanopartículas lipídicas. Adaptado de Altounian (Ciência, 2020) por Nuria Campillo. V. Altounian (Ciência, 2020)
E por que você tem que manter essas vacinas em temperaturas tão baixas?
Como acabamos de ver, o RNA é muito instável e muito mais provável de se quebrar em altas temperaturas. Quais são os requisitos para congelamento? A vacina Pfizer-BioNTech deve ser armazenada de maneira ideal abaixo de 70 ° C abaixo de zero e degrada em cerca de 5 dias em temperaturas acima de 0 ° C.
A vacina da Moderna não requer tal armazenamento ultrarrefecido e permanece estável a 2-8ºC por 30 dias. Essa diferença de temperatura provavelmente se deve às diferentes características das nanocápsulas lipídicas e às diferentes concentrações de mRNA que elas contêm. A vacina contém mRNA mais moderno e, portanto, dura menos temperaturas extremas.
Que experiência anterior a Pfizer e a Moderna possuem?
As duas empresas que desenvolvem as vacinas mais avançadas não poderiam ser mais diferentes. A Pfizer, fundada em 1849, é uma das maiores empresas farmacêuticas do mundo e ocupa a 64ª posição no ranking Fortune 500 , que lista as 500 maiores empresas dos Estados Unidos.
Ele tem ampla experiência na produção de vacinas. Dois exemplos são o que permitiu erradicar a varíola e o da poliomielite, também em vias de ser erradicada.
Por outro lado, a Moderna é uma empresa fundada há 10 anos cujo primeiro produto aprovado por uma agência reguladora foi sua vacina contra Covid-19. O que eles têm em comum? Ambos apostaram fortemente na tecnologia de mRNA sintético , tecnologia que, como já dissemos, estava em desenvolvimento há mais de 30 anos e que construiu e destruiu carreiras científicas ao longo desses anos.
O potencial terapêutico de introdução de mRNA em células que codificam para uma proteína específica foi visto há muito tempo . O problema foi que, quando foi testado em animais, eles imediatamente criaram uma resposta imunológica para destruí-lo.
Foram o cientista húngaro Katalin Karikó e o americano Drew Weissman que descobriram que, ao modificar um nucleotídeo (uma das peças de que é feito o RNA), o mRNA sintético passava despercebido pelo sistema imunológico.
Além de Karikó e Weissman, dois outros cientistas, Derrick Rossi e Ugur Sahin, buscaram essa tecnologia com o objetivo de curar o câncer. Um deles fundaria a empresa Moderna, e a outra BioNTech (aliada alemã da Pfizer na produção da vacina contra a Covid-19).
Quando a atual pandemia surgiu, os dois perceberam imediatamente que essa tecnologia poderia ser usada para desenvolver uma vacina. E eles começaram uma corrida contra o tempo que levaria à produção mais rápida da história de uma vacina. Mas não esqueçamos que as investigações originais começaram 30 anos antes!
Vivemos acostumados à velocidade, à pressa, aceitamos novos modelos de celulares, novos aplicativos de mensagens, plataformas de compras online.
Felizmente, as vacinas também estão se desenvolvendo rapidamente. Uma vacinação generalizada nos permitirá alcançar a imunidade desejada. Ainda que faltem meses, aos poucos vamos respirar com mais tranquilidade, embora, por enquanto, sem tirar a máscara.
Autores:
MARÍA MERCEDES JIMÉNEZ SARMIENTO . Cientista do CSIC. Bioquímica de Sistemas da divisão bacteriana. Comunicador científico, Margarita Salas Biological Research Centre (CIB - CSIC)
MATILDE CAÑELLES LÓPEZ . Pesquisador científico. Ciência, Tecnologia e Sociedade, Instituto de Filosofia (IFS-CSIC)
NURIA EUGENIA CAMPILLO . Cientista senior. Química Medicinal, Centro de Pesquisa Biológica Margarita Salas (CIB - CSIC)
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