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Quais vacinas contra covid-19 são tradicionais e quais são inovadoras?

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Daniel Schultz, Monica Matsumoto, Shridhar Jayanthi, Guilherme Pimentel , Luiz Gustavo Martins e Cristina Schultz

sobre os colunistas

Daniel Schultz é cientista, professor de microbiologia e membro do núcleo de ciências computacionais em Dartmouth (EUA). Estuda a dinâmica dos processos celulares, com foco na evolução de bactérias resistentes a antibióticos. É formado em engenharia pelo ITA, doutor em química pela Universidade da Califórnia San Diego e pós-doutorado em biologia sistêmica em Harvard. Possui trabalhos de alto impacto publicados em várias áreas, da física teórica à biologia experimental, e busca integrar essas várias áreas do conhecimento para desvendar os detalhes de como funciona a vida ao nível microscópico.

Monica Matsumoto

Monica Matsumoto é cientista e professora de Engenharia Biomédica no ITA. Curiosa, tem interesse em áreas multidisciplinares e procura conectar pesquisadores em diferentes campos do conhecimento. É formada em engenharia pelo ITA, doutora em ciências pela USP e trabalhou em diferentes instituições como InCor/HCFMUSP, UPenn e EyeNetra.

Shridhar Jayanthi

Shridhar Jayanthi é agente de patentes com registro no escritório de patentes norte-americano (USPTO). Tem doutorado em engenharia elétrica pela Universidade de Michigan (EUA) e diploma de engenheiro de computação pelo ITA. Atualmente, trabalha com empresas de alta tecnologia para facilitar obtenção de patentes e, nas (poucas) horas vagas, é estudante de problemas na intersecção entre direito, tecnologia e sociedade. Antes disso, teve uma vida acadêmica com passagens pela Rice, MIT, Michigan, Pennsylvania e no InCor/USP, e trabalhou com pesquisa em áreas diversas da matemática, computação e biologia sintética.

Guilherme Pimentel

Guilherme Pimentel é pesquisador no instituto de física da Universidade de Amsterdã na Holanda, onde trabalha com novas teorias para explicar a expansão acelerada do Universo. Possui graduação em engenharia eletrônica, mestrado em física pelo ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) e doutorado em física na Universidade de Princeton. Sua pesquisa é focada em cosmologia e física de partículas.

Luiz Gustavo Martins

Luiz Gustavo Martins é engenheiro químico, mestrado em física pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Atualmente é doutorando no MIT (Massachusetts Institute of Technology), na área de física do estado sólido experimental, onde trabalha espectroscopia óptica em materiais bidimensionais (com poucos átomos de espessura) e física de altas pressões.

Cristina Schultz

Cristina Schultz é oceanógrafa formada pela USP (Universidade de São Paulo), com mestrado em meteorologia pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e doutorado em oceanografia química pelo WHOI (Woods Hole Oceanographic Institution) e o MIT (Massachusetts Institute of Technology). Atualmente é cientista visitante na Universidade de Princeton, no NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) e no Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (Laboratório de Dinâmica de Fluidos Geofísicos). Sua pesquisa combina o uso de dados coletados em cruzeiros oceanográficos, dados de satélite e modelos climáticos para entender as consequências das mudanças climáticas na química do oceano e no ecossistema marinho.

18/01/2021 04h00

Se você fosse o responsável em decidir em qual vacina investir para conter uma pandemia que vai matando milhões de pessoas pelo mundo, escolheria vacinas feitas por métodos tradicionais e bem testados, mas com sabidas limitações, ou apostaria nas promissoras vacinas genéticas, que nunca haviam funcionado antes?

Na realidade, a resposta é simples: melhor investir nas duas opções. E em quantas mais houvesse, pois como temos visto, vamos precisar de todas as vacinas disponíveis para vacinar o mundo todo.

Com mercado de sobra para todo o ramo, várias empresas entraram no jogo, e cientistas desenvolveram um leque de opções que vai permitindo a vacinação em massa.

No final das contas, a aposta nas vacinas genéticas rendeu resultados surpreendentes, que tiraram o brilho das vacinas tradicionais. Mas cada vacina tem suas vantagens e suas deficiências, e cada tipo vai cumprir seu papel.

Apesar de menos eficazes, as vacinas tradicionais como a CoronaVac são mais simples e baratas, e vão permitir que a vacinação seja estendida a países mais carentes.

Por sua vez, as vacinas genéticas, que andavam meio desacreditadas, finalmente conseguiram superar as barreiras que restavam e prometem uma revolução na medicina.

Agora dispomos de uma maneira segura de introduzir material genético dentro de nossas células, o que vai permitir novas terapias contra doenças difíceis de se tratar, como a Aids ou o câncer. Essa tecnologia será o grande legado da pandemia, sem dúvida a coisa mais positiva a vir do coronavírus.

CoronaVac abaixo do esperado, mas ainda muito útil

As vacinas tradicionais utilizam uma versão inativada do vírus para estimular uma resposta imunológica de nosso corpo, que depois consegue "lembrar" do vírus e agir rapidamente quando infectado com o vírus ativo.

A CoronaVac utiliza um composto químico que inativa o material genético do vírus, mas mantém intacta a capa de proteínas que é reconhecida pelo corpo. Porém, vírus inativados sabidamente estimulam uma reposta mais fraca de nosso sistema imunológico, e geralmente são administrados com adjuvantes que tentam estimular essa resposta.

O Instituto Butantan mediu a eficácia global da CoronaVac em 50%, um resultado um tanto decepcionante. É importante ressaltar que isso não significa que a vacina não funciona na metade dos casos, mas sim que a reposta imunológica à vacina é mais fraca. Ainda assim, essa resposta reduz em 50% a chance de contrair a doença (semelhante à vacina da gripe), e mesmo quando a doença acaba se desenvolvendo, a resposta torna a doença mais leve.

Portanto, a CoronaVac é muito útil para proteger as pessoas vacinadas de consequências mais graves. Mas muita gente ainda acaba contraindo a doença, mesmo que leve ou assintomática, e podem participar do ciclo de contágio. Dessa maneira, a cobertura vacinal da população teria que ser altíssima para impedir a propagação da doença.

Por outro lado, a CoronaVac pode ser produzida em grandes quantidades, permitindo o acesso à vacinação a países do terceiro mundo que não estão em condições de brigar pelas preciosas e escassas doses das vacinas genéticas.

Vacinas de RNA saem do papel para a liderança

E se, ao invés de usar um vírus inativo, pudéssemos usar nossas próprias células para produzir os pedaços relevantes do vírus?

Já nos anos 90 surgiu a ideia de introduzir em nossas células o RNA que codifica proteínas específicas do vírus em questão. Nossas células então produziriam essas proteínas em grandes quantidades, estimulando uma resposta imunológica mais robusta.

Como o RNA é uma molécula instável, ele seria destruído pouco depois sem deixar vestígio (quem teme que essas vacinas alterem seu DNA talvez goste de saber que 8% do genoma humano tem origem viral).

A ideia era boa, mas esbarrou em várias dificuldades.

Fazer o RNA chegar até o interior da célula se mostrou um problema complicadíssimo. E uma vez dentro da célula, era reconhecido como material externo e rapidamente atacado, gerando reações imunológicas violentas.

Devido aos efeitos colaterais, as grandes farmacêuticas foram abandonando seus projetos de vacinas genéticas, deixando-os na mão de algumas poucas empresas de biotecnologia.

Aos poucos, essas barreiras foram sendo superadas. Cientistas aprenderam a modificar o RNA de modo a evitar as reações imunológicas. Também aprenderam a fazer o RNA se multiplicar dentro da célula, aumentando a produção das proteínas virais. Por fim, aprenderam a encapsular o RNA em nanopartículas lipídicas que conseguem transportar o RNA ao interior das células. Nos últimos anos, algumas empresas já começavam a trazer vacinas genéticas à fase de testes. Entre elas, a Moderna e a BioNTech.

A pandemia era o impulso que faltava.

Com a plataforma já desenvolvida, era necessário apenas saber a sequência de RNA da proteína do SARS-CoV-2 a ser produzida. Graças aos estudos sobre o SARS de 2001, logo se determinou que essa proteína seria a Spike, que se projeta da superfície do vírus.

Dentro de poucas semanas, já existiam vacinas sendo testadas, e os resultados foram surpreendentes. Dentro de poucos meses, as primeiras vacinas genéticas a serem aprovadas se mostravam seguras e já apresentavam eficácia bem superior às vacinas tradicionais: 95% para a Pfizer/BioNTech e 94% para a Moderna.

Apesar dos resultados excelentes, o acesso a essas vacinas ainda é difícil. O material para produzi-las é caro. O RNA, por ser instável, precisa ser armazenado a -70ºC, o que dificulta a distribuição.

Esses problemas podem ser resolvidos pelas vacinas de adenovírus, que usam um conceito semelhante, mas podem ser armazenadas num refrigerador comum por utilizarem DNA, que é mais estável que o RNA.

A vacina de Oxford/Astra-Zeneca funciona dessa maneira, e depois de patinar na fase de testes finalmente aplicou para o processo de aprovação na União Europeia.

A Johnson & Johnson também está produzindo uma vacina de adenovirus, que está atrasada.

Revolução na medicina

Ao contrário das vacinas tradicionais, onde para cada vírus é preciso desenvolver um método apropriado, as vacinas genéticas diferem apenas na seqüência de RNA utilizada. Basta identificar uma proteína a ser reconhecida pelo nosso sistema imunológico para obter uma vacina pronta para os testes. Assim, várias vacinas já estão sendo desenvolvidas para doenças para as quais os métodos tradicionais têm falhado.

A rapidez e versatilidade das vacinas genéticas permitem o uso de várias sequências simultaneamente, o que ajuda em vacinas contra vírus com alta taxa de mutações, como a gripe ou o HIV. Vacinas contra a malária também estão sendo desenvolvidas.

Até mesmo células cancerígenas produzem em suas superfícies proteínas que podem ser reconhecidas por nosso sistema imunológico, e já existem vacinas contra melanoma em fase de testes.

Para além das vacinas, essa tecnologia deixa claro que definitivamente abrimos uma nova era onde é possível reprogramar nossas próprias células. O que vem aí é impossível de prever.