MIT desenvolveu vacinas de RNA programáveis ​​para várias doenças

Testes em camundongos mostraram a eficácia das vacinas contra o vírus Ebola, vírus H1N1 e Toxoplasma gondii.



Os cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram um novo tipo de vacina que pode ser "programada" para várias doenças. A produção da vacina leva uma semana, o que permite estabelecer rapidamente sua liberação com a propagação de uma doença.

A vacina contém filamentos de RNA mensageiro. Este material genético pode conter informações sobre qualquer proteína viral ou bacteriana. As cadeias de RNA são "empacotadas" em moléculas que entregam RNA às células, onde o processo de tradução é seguido pela síntese subsequente de proteínas que ativam o sistema imunológico do hospedeiro.

Segundo os desenvolvedores, além de doenças infecciosas, esta vacina pode ser usada no combate ao câncer. Usando a vacina RNA, o sistema imunológico do hospedeiro pode ser ensinado a reconhecer e destruir as células cancerígenas.

“Essa conquista nos permite desenvolver vacinas contra novas doenças em apenas sete dias, possibilitando responder rapidamente a surtos inesperados de doenças virais, além de modificar ou melhorar as vacinas”, diz Daniel Anderson, um dos participantes do projeto. O cientista e colegas publicaram seu trabalho sobre vacinas no Proceedings da Academia Nacional de Ciências em 4 de julho.

Vacinas personalizadas

Vacinas inativadas são comumente usadas para combater doenças virais . A composição de vacinas desse tipo inclui partículas virais que foram originalmente cultivadas em cultura e depois mortas por exposição térmica ou formaldeído. Os vírus para vacinas são cultivados em laboratórios - reduzindo assim sua atividade e infecciosidade. Para que o corpo desenvolva imunidade a esse vírus, é necessário administrar doses bastante grandes. Para melhorar a ação da vacina, às vezes é necessário adicionar adjuvantes (substâncias que melhoram a resposta imune), além de várias rodadas de profilaxia da vacina. Além disso, também são utilizadas vacinas vivas com vírus atenuados.

Quanto às vacinas de RNA, elas causam a produção de cópias estranhas de proteínas pelo organismo hospedeiro em quantidade suficiente para combater efetivamente o patógeno. A idéia de criar vacinas programáveis ​​baseadas no RNA mensageiro não é nova, ela tem cerca de 30 anos. Mas durante todo esse tempo não foi possível criar uma vacina confiável de RNA. A principal razão é que os cientistas não conseguiram encontrar uma maneira segura e eficaz de fornecer RNA mensageiro às células do hospedeiro.

Omar Khan, um dos autores do trabalho, propôs empacotar uma vacina de RNA em uma nanopartícula feita de dendrímero. Trata-se de uma macromolécula com uma estrutura lenhosa simétrica com ramos regulares. Os dendrímeros são capazes de formar complexos com outras moléculas, e a estabilidade de tais complexos é controlada pelo estado do ambiente externo. Isso abre a possibilidade de usar dendrímeros na medicina como portadores para entrega direcionada de genes ou drogas. A principal vantagem do dendrímero é a capacidade de carregar positivamente essas moléculas, o que permitirá que ele interaja com o RNA com uma carga negativa. Após a combinação dos dendrímeros e RNA, o complexo resultante é dobrado em uma estrutura esférica com um diâmetro de 150 nanômetros. Isso é semelhante ao tamanho de muitos vírus, e as moléculas da vacina de RNA passam para as células do corpo da mesma maneira que as proteínas dos vírus.

Alterando a sequência do RNA, os cientistas podem criar vacinas que iniciam a produção de quase qualquer proteína nas células do corpo hospedeiro. As moléculas de RNA também incluem instruções para amplificar o RNA, para que as células produzam ainda mais proteínas.

Este tipo de vacina é injetado no corpo por injeção regular. Assim que o complexo dendrímero-RNA entra na célula, o processo de tradução é realizado e a célula começa a produzir uma proteína que provoca uma resposta imune. Ao mesmo tempo, o sistema imunológico do organismo hospedeiro forma uma resposta de dois tipos: há uma produção simultânea de anticorpos e células T.



Os cientistas do MIT já realizaram uma série de testes com ratos e receberam um resultado encorajador: apenas uma injeção de uma vacina de RNA causa uma forte resposta imune. O corpo dos ratos deu uma poderosa resposta imune ao vírus Ebola, gripe H1N1, Toxoplasma gondii.

"Independentemente de qual antígeno escolhemos, recebemos uma resposta imune completa com a produção de anticorpos e células T", diz Khan.

Os pesquisadores acreditam que suas vacinas são mais seguras que as de DNA, outra alternativa às vacinas convencionais. Ao contrário do DNA, o RNA não pode ser incorporado ao genoma do hospedeiro e causar mutações.

Rápida produção de vacinas

Os criadores da vacina estão confiantes de que seu produto pode ser especialmente útil no combate à gripe. O fato é que leva meses para produzir a vacina usual contra a gripe, quando vírus são cultivados em ovos de galinha. Ou seja, a vacina pode estar pronta após a epidemia de um certo tipo de gripe já ter passado. Aqui estamos falando de uma semana.

Segundo especialistas que se familiarizaram com o trabalho dos criadores da vacina RNA, esta é uma verdadeira revolução na luta contra doenças infecciosas. O fato é que essa vacina também pode ser usada para combater doenças ainda desconhecidas - basta estudar o patógeno e alterar a sequência do RNA.

Agora, os autores do trabalho fundaram a empresa e iniciaram o processo de licenciamento da tecnologia. Em um futuro próximo, eles pretendem iniciar a produção comercial de suas vacinas. E não apenas contra as doenças já mencionadas, mas também contra o vírus Zika e a doença de Lyme.

Source: https://habr.com/ru/post/pt395703/