Como as vacinas são feitas

Projetar uma vacina pode ser algo parecido com achar uma solução para um bom mistério. Capa do romance de Nancy Drew por Rudy Nappi.

Histórias de suspense e mistério podem ser emocionantes de ler. Existem quebra-cabeças a serem resolvidos, pistas a serem descobertas e, muitas vezes, uma corrida contra o tempo para pegar o vilão antes que algo terrível aconteça. Às vezes, os detetives podem ficar confusos com uma pista e precisam da ajuda de outros especialistas para solucionar um problema particularmente difícil.

O desenvolvimento de uma vacina costuma ser muito parecido com a solução de um mistério. Ao tentar lutar contra um micróbio perigoso, cientistas e pesquisadores o estudam e tentam desenvolver uma maneira de treinar o sistema imunológico do corpo para combatê-lo. Dessa forma, se o patógeno tentar invadir novamente o corpo vacinado, o corpo saberá como vencê-lo. No entanto, para fazer uma vacina, muitas etapas precisam ser realizadas para garantir que a vacina funcione e seja segura para uso. Durante esse processo, os cientistas trabalham com outros especialistas para garantir que a vacina seja desenvolvida de maneira adequada e que seja totalmente testada antes de chegar ao consultório médico. Mesmo depois que a vacina for aprovada, o monitoramento de segurança continua.

Depois de obter uma amostra de um novo patógeno, o primeiro passo é compará-lo com os patógenos que já conhecemos. Ele pode estar relacionado a um patógeno com o qual já estamos familiarizados.

Seja um patógeno novo que acabou de ser descoberto (como o vírus que causa a COVID-19), ou um que já exista há muito tempo, o primeiro passo é entender a biologia do vírus. Com base nos vírus que já foram bem estudados, os pesquisadores podem usar pistas obtidas de experimentos para entender como eles entram em nossas células, para então descobrir como combatê-los. Se um patógeno for novo, os cientistas irão comparar o novo patógeno a um banco de dados de patógenos conhecidos. É como comparar as impressões digitais de um suspeito com um banco de dados da polícia. Dessa forma, os cientistas podem dizer se o patógeno é uma variação de algo que já afetou os seres humanos antes.

Se um novo vírus é, digamos, um parente próximo de outro patógeno conhecido, às vezes temos uma vantagem na compreensão de como o novo patógeno funciona. Se o patógeno nunca foi visto antes, os cientistas fazem experimentos para aprender mais sobre ele. Assim que os dados sobre o patógeno forem coletados, os cientistas podem começar a desenvolver uma vacina para proteger os humanos.

Decidindo que tipo de vacina fazer

O primeiro passo para fazer uma vacina é decidir que tipo de vacina usar. Existem muitos tipos diferentes de vacinas, mas todas têm o mesmo objetivo: mostrar ao sistema imunológico de uma pessoa como o patógeno é, para que o corpo possa preparar uma defesa antes que o patógeno real chegue. Alguns dos tipos de vacinas que podem ser usados são os seguintes:

Vacinas vivas atenuadas:

Os vírus vivos atenuados foram modificados para serem mais fracos. Aqui, os vírus mostrados no esquema tiveram suas proteínas de superfície modificadas.

Este tipo de vacina usa uma versão enfraquecida (ou atenuada) do patógeno vivo para causar uma resposta imunológica. Por estar enfraquecido, ele não fará as pessoas saudáveis adoecerem. Em vez disso, permite que o sistema imunológico prepare uma defesa contra o patógeno. Vacinas vivas atenuadas dão ao seu sistema imunológico o treinamento mais forte, então normalmente você só precisa ser vacinado uma vez (em vez de precisar de “reforços”). Este tipo de vacina é usado para proteger contra varíola humana, varicela, sarampo e febre amarela. No entanto, como o patógeno está vivo, alguns indivíduos com sistema imunológico muito fraco não podem tomar esse tipo de vacina, pois seu sistema imunológico não é forte o suficiente para combater o patógeno atenuado. Portanto, esses indivíduos devem receber outro tipo de vacina ou contar com a imunidade coletiva para ficarem protegidos do patógeno.

Vacinas inativadas:

As vacinas inativadas são feitas com vírus que foram mortos ou modificados para não funcionar mais.

As vacinas inativadas não contêm patógenos vivos. Em vez disso, os patógenos são cultivados em um ambiente de laboratório e, em seguida, inativados (ou mortos) pelo calor ou por certos produtos químicos. Mesmo que o patógeno esteja morto, o que o torna não infeccioso, o sistema imunológico ainda tentará combatê-lo. (O sistema imunológico é muito exigente quanto ao que ele deixa entrar no corpo.) Depois que o sistema imunológico descobrir como combater o vírus morto, ele também saberá como combater o vírus vivo. No entanto, como o patógeno é inativado, geralmente são necessárias várias doses (“doses de reforço”) para treinar o corpo adequadamente. Dois exemplos de vacinas inativadas são a vacina contra a raiva e a vacina contra a hepatite A.

Vacinas de subunidade:

Em uma vacina de subunidade, apenas uma parte do patógeno é administrada ao nosso corpo. Normalmente, essa porção é uma proteína encontrada na superfície do patógeno. Você pode ter ouvido a frase "não julgue um livro pela capa", mas isso é exatamente o que queremos que o corpo faça neste caso.

As vacinas de subunidade não usam os micróbios completos, mas, em vez disso, usam pedaços deles. Aqui, as proteínas da superfície de um vírus estão sendo usadas para treinar o corpo para lutar contra o vírus como um todo.

Os pesquisadores costumam usar porções externas do patógeno para treinar o corpo a reconhecê-lo, caso o patógeno vivo infecte a pessoa. Como este tipo de vacina não tem nenhum patógeno vivo, várias doses ou doses de reforço podem ser necessárias para treinar totalmente o corpo. Alguns exemplos de vacinas de subunidade são as vacinas contra o tétano, hepatite B e papilomavírus humano (HPV).

Uma variação das vacinas de subunidade são as “vacinas de polissacarídeos”. Polissacarídeos são estruturas especiais feitas de açúcar que estão do lado de fora de alguns patógenos. Por serem exibidos externamente, eles podem ser usados para identificar o patógeno. Vacinas polissacarídicas estão disponíveis para Salmonella typhi, doença meningocócica e doença pneumocócica.

Vacinas recombinantes:

As vacinas recombinantes são criadas através do uso de DNA recombinante. O DNA, que é encontrado em todas as células vivas, contém uma grande quantidade de informações sobre a célula, incluindo as instruções de como fazer todas as proteínas daquela célula. Os cientistas podem “recombinar”, ou pegar diferentes pedaços de DNA e juntá-los para fazer um novo pedaço de DNA. Esse processo é chamado de “engenharia genética”, pois os cientistas estão criando ou modificando os genes de um determinado organismo.

Os vírus recombinantes contêm instruções de DNA sobre como fazer proteínas virais. Uma vez que esses virus estão dentro das células do corpo, as próprias células começam a produzir essas proteínas virais, e seu corpo aprende a combatê-las.

Uma maneira de pensar sobre engenharia genética é se imaginar brincando com peças de LEGO®. Podemos pegar peças de LEGO®, construir um modelo, então desmontá-lo e conectá-lo com novas peças para fazer um modelo totalmente novo. De forma semelhante, os cientistas usam técnicas especiais para cortar diferentes pedaços de DNA e recombiná-lo para fazer um novo pedaço de DNA que contém as instruções para construir uma vacina. No desenvolvimento de vacinas, os cientistas frequentemente usam a engenharia genética para projetar vacinas e produzi-las. A vacina do HPV é um excelente exemplo de vacina recombinante.

Um tipo particular de vacina recombinante é uma vacina de DNA em que as instruções de DNA para a produção de uma parte do patógeno são entregues a uma pessoa. Nesse tipo de vacina, o corpo da pessoa vacinada produz pequenos pedaços do patógeno. Então, o sistema imunológico pode estudá-los para que esteja preparado caso encontre o patógeno real.

Vacina toxóide:

Uma vacina de toxóide não contém o patógeno em si (neste caso, geralmente bactérias). Em vez disso, ele contém as toxinas criadas por esse patógeno.

Este tipo de vacina não contém o patógeno em si. Em vez disso, ele direciona a resposta imunológica a uma toxina produzida pelo patógeno. Certos tipos de bactérias ou outros micróbios produzem substâncias tóxicas que podem ser mortais. Ao reconhecer essas toxinas, o sistema imunológico pode manter o corpo protegido dos efeitos perigosos da toxina. Alguns exemplos de toxinas produzidas por patógenos são a toxina do tétano e a toxina da difteria. As vacinas para essas toxinas salvaram milhões de vidas. Na verdade, as mortes por tétano diminuíram mais de 99% nos Estados Unidos desde 1947. E na década de 1930, a difteria era a principal causa de morte em crianças em alguns países como a Inglaterra.

https://www.vaccines.gov/basics/types

https://www.historyofvaccines.org/content/articles/different-types-vaccines

https://www.niaid.nih.gov/research/vaccine-types

https://www.cdc.gov/vaccines/pubs/pinkbook/downloads/prinvac.pdf

https://www.historyofvaccines.org/timeline/diphtheria