ZapingNews: Nanopartículas podem criar vacinas mais poderosas

Investigadores do MIT, do Instituto La Jolla de Imunologia e de outras instituições criaram agora um novo adjuvante de nanopartículas que pode ser mais potente do que os outros em uso agora. Estudos em ratos mostraram que melhorou significativamente a produção de anticorpos após a vacinação contra o HIV, difteria e gripe.

"Começamos a olhar para esta formulação específica e descobrimos que era incrivelmente potente, melhor do que quase qualquer outra coisa que havíamos tentado", disse Darrell Irvine, o professor Underwood-Prescott com nomeações nos departamentos de Engenharia Biológica e Ciência e Engenharia de Materiais do MIT, diretor associado do Koch Institute for Integrative Cancer Research do MIT e membro do Ragon Institute of MGH, MIT e Harvard.

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Os investigadores esperam agora incorporar o adjuvante numa vacina contra o HIV que está sendo testada em ensaios clínicos, na esperança de melhorar seu desempenho.

Irvine e Shane Crotty, professor do Centro de Pesquisa de Doenças Infeciosas e Vacinas do Instituto La Jolla de Imunologia, são os autores do estudo, que aparece hoje na Science Immunology. Os principais autores do artigo são Murillo Silva, um ex-pós-doutorado do MIT, e Yu Kato, um cientista da equipe do Instituto La Jolla.

Vacinas mais poderosas

Embora a ideia de usar adjuvantes para aumentar a eficácia da vacina já exista há décadas, há apenas um punhado de adjuvantes de vacina aprovados pela FDA. Um é o hidróxido de alumínio, um sal de alumínio que induz inflamação, e o outro é uma emulsão de óleo e água usada em vacinas contra a gripe. Há alguns anos, o FDA aprovou um adjuvante à base de saponina, um composto derivado da casca da árvore de casca de sabão chilena.

A saponina formulada em lipossomas é agora usada como um adjuvante na vacina do herpes zoster, e as saponinas também estão sendo usadas numa nano partícula em forma de gaiola chamada de complexo imunoestimulador (ISCOM) numa vacina Covid-19 que está atualmente em testes clínicos.

Os investigadores demonstraram que as saponinas promovem respostas imunes inflamatórias e estimulam a produção de anticorpos, mas como isso acontece ainda não se sabe bem. No novo estudo, a equipe do MIT e de La Jolla queria descobrir como o adjuvante exerce seus efeitos e ver se poderiam torná-lo mais potente.

Projetaram então um novo tipo de adjuvante que é semelhante ao adjuvante ISCOM, mas também incorpora uma molécula chamada MPLA, que é um agonista do recetor semelhante ao toll. Quando essas moléculas se ligam a recetores toll-like nas células do sistema imunológico, elas promovem a inflamação. Os investigadores chamam seu novo adjuvante de SMNP (nanopartículas de saponina / MPLA).

"Esperávamos que isso pudesse ser interessante porque a saponina e os agonistas do recetor toll-like são adjuvantes que foram estudados separadamente e se mostraram muito eficazes", disse Irvine.

Os investigadores testaram o adjuvante injetando-o em camundongos junto com alguns antígenos diferentes, ou fragmentos de proteínas virais. Estes incluíram dois antígenos do HIV, bem como os antígenos da difteria e da gripe. Eles compararam o adjuvante a vários outros adjuvantes aprovados e descobriram que a nova nanopartícula à base de saponina induziu uma resposta de anticorpos mais forte do que qualquer uma das outras.

Um dos antígenos do HIV que usaram é uma nano partícula de proteína do envelope do HIV, que apresenta muitas cópias do antígeno gp120 que está presente na superfície viral do HIV. Este antígeno completou recentemente o teste inicial na fase 1 dos ensaios clínicos. Irvine e Crotty fazem parte do Consortium for HIV / AIDS Vaccine Development no Scripps Research Institute, que conduziu o teste. Os investigadores agora esperam desenvolver uma maneira de fabricar o novo adjuvante em grande escala para que ele possa ser testado junto com um trímero do envelope do HIV em outro ensaio clínico a partir do próximo ano. Ensaios clínicos que combinam trímeros de envelope com a vacina tradicional adjuvante de hidróxido de alumínio também estão em andamento.

"O hidróxido de alumínio é seguro, mas não particularmente potente, então esperamos que (o novo adjuvante) seja uma alternativa interessante para induzir respostas de anticorpos neutralizantes em pessoas", disse Irvine.

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Fluxo rápido

Quando as vacinas são injetadas no braço, viajam através dos vasos linfáticos até os nódulos linfáticos, onde encontram e ativam as células B. A equipe de pesquisa descobriu que o novo adjuvante acelera o fluxo de linfa para os nódulos, ajudando o antígeno a chegar lá antes de começar a se decompor. Ele faz isso em parte estimulando células imunes chamadas mastócitos, que anteriormente não eram conhecidas por estarem envolvidas nas respostas às vacinas.

"Chegar aos nódulos linfáticos rapidamente é útil porque, quando se injeta o antígeno, ele começa a se decompor lentamente. Quanto mais cedo uma célula B puder ver o antígeno, mais provavelmente ele estará totalmente intacto, de modo que as células B estão direcionando a estrutura como o farão estar presente no vírus nativo ", diz Irvine.

Além disso, quando a vacina chega aos gânglios linfáticos, o adjuvante faz com que uma camada de células denominadas macrófagos, que atuam como uma barreira, morra rapidamente, facilitando a entrada do antígeno nos nódulos.

Outra maneira de o adjuvante ajudar a impulsionar as respostas imunológicas é ativando citocinas inflamatórias que conduzem a uma resposta mais forte. Acredita-se que o agonista TLR que os pesquisadores incluíram no adjuvante amplifique essa resposta da citocina, mas o mecanismo exato para isso ainda não é conhecido.

Este tipo de adjuvante também pode ser útil para qualquer outro tipo de vacina de subunidade, que consiste em fragmentos de proteínas virais ou outras moléculas. Além do seu trabalho com vacinas contra o HIV, os investigadores também estão trabalhando numa vacina potencial para Covid-19, em conjunto com o laboratório de J. Christopher Love no Instituto Koch. O novo adjuvante também parece ajudar a estimular a atividade das células T, o que pode torná-las úteis como um componente de vacinas contra o câncer, que visam estimular as células T do próprio corpo a atacar os tumores.

A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infeciosas, o Centro de Nanomedicina do Câncer do Instituto Koch, o Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA por meio do Instituto de Nanotecnologias de Soldados do MIT, a Bolsa de Apoio do Instituto Koch do Instituto Nacional do Câncer , a International AIDS Vaccine Initiative e o Ragon Institute.