COVID-19

Vacinas e Tratamentos Através da Biotecnologia e Ciência

Em meio à pandemia global, estamos testemunhando o esforço, o trabalho e o progresso dos cientistas que procuram incansavelmente tratamentos para conter o impacto e a disseminação do Covid-19. A biotecnologia, a biologia sintética, o acesso a informações digitais gratuitas e abertas, e a crença na ciência são a chave para enfrentar o Covid-19.

Março 25, 2020
Alejandro Hernández
Diretor de Biotecnologia para a América Central e o Caribe da CropLife Latin America

COVID-19 é uma doença causada por um vírus chamado SARS-CoV-2. Foram necessários apenas 42 dias para a ciência e os cientistas estarem na primeira fase clínica de uma vacina baseada em biotecnologia moderna. É um tempo recorde, se considerarmos que a pesquisa e o desenvolvimento de uma vacina podem levar anos para atingir essa fase clínica usando tecnologias tradicionais.

A vacina é denominada mRNA-1273 da empresa Moderna Therapeutics e codifica um fragmento da camada do vírus (CoV spike), talvez o fragmento mais importante, já que é a chave para entrar nas células humanas. Isso em outros termos é:

  1. Os vírus são muito pequenos, imagine uma bola de futebol como a célula humana e um grão de areia como o vírus. A célula tem 100 mícrones e o vírus que causa o COVID-19 é de 100 nanômetros.
  2. Para que o vírus entre na célula, ele usa um mecanismo para enganá-la com sua cobertura, a qual é identificada pela proteína humana "ACE2". É como tentar abrir uma porta com uma chave mestra ("capa de vírus") que se parece um pouco com a original.
  3. A vacina mRNA-1273 entra nas células e faz com que a própria célula humana faça pequenas porções do envelope do vírus (CoV-spike) transitoriamente, fazendo com que o corpo a identifique como algo "estranho" que desencadeia a resposta imune.

Vacinas com a mesma lógica científica foram desenvolvidas experimentalmente contra o zika, o ebola, a raiva e a gripe A, com a vantagem de que a estabilidade do mRNA aumenta ao usar o encapsulamento lipídico, como ocorre no mRNA-1273.

Covid-19

 Coronavirus, 2020. Ilustração da David S. Goodsell, RCSB Protein Data Bank doi: 10.2210 / rcsb_pdb / goodsell-gallery-019

Outras terapias contra COVID-19

Graças à Biotecnologia, não apenas a vacina mRNA-1273 está sendo desenvolvida, mas também outras vacinas, como as das empresas iBio e Medicago, que produzem vacinas em plantas, vacinas de DNA da empresa LineaRx, ou vacinas de proteína recombinante da Sanofi, entre outros.

Existem outras tecnologias, como um RNA de interferência que bloqueia o vírus na forma de nebulizadores1, proteínas ACE2 recombinantes que induzem o vírus a não se ligar às células humanas, e anticorpos que atacam o vírus.

Em resumo, graças ao conhecimento da estrutura tridimensional das proteínas do vírus2 e das que participam de sua entrada, estão sendo fabricados inibidores dessas proteínas.

E o que dizer do sequenciamento completo dos genomas de vírus e sua evolução em tempo real, disponível no Next Strain; um projeto de código aberto para aproveitar o potencial científico e de saúde pública dos dados do genoma de diferentes patógenos. Com mais de 1000 genomas, este é um exemplo de biotecnologia aplicada, do enorme avanço que tivemos nos últimos anos para obter sequências rápidas e econômicas e da colaboração da comunidade científica.

As tecnologias de edição de genes ou CRISPR nos ajudam a projetar métodos de detecção muito mais rápidos usando o Cas13 que detecta RNA em vez de Cas9 que detecta DNA. Lembro ao leitor que o vírus SARS-CoV-2 é de RNA. Assim, o Instituto Broad tem testes que detectam os genes S e ORF1ab em aproximadamente uma hora por meio de fragmentos complementares vinculados ao CAS13a e tiras de detecção que mudam de cor, usando alguns dos princípios dos testes de gravidez.

No momento, as terapias disponíveis imediatamente e sendo testadas são baseadas em compostos antivirais que parecem ter algum efeito, como Remdesivir (inibe a síntese de RNA), cloroquina (bloqueia a entrada viral na célula) e lopinavir / ritonavir (reprodução celular). Esses tratamentos são baseados em tecnologias químicas mais convencionais, mas igualmente eficazes, e é por isso que a história nos lembra que sempre deve haver uma abordagem inclusiva e abrangente.

A descoberta da vacinação remonta ao ano de 1798, com o tratamento da varíola, quando o médico Edward Jenner notou que o produtor de leite Benjamin Jesty e sua família não contraíram varíola, pois haviam sido expostos a uma variante da varíola presente nas vacas; daí o nome Vaccine "Variolae Vaccinae". No entanto, o uso de engenharia genética ou DNA recombinante em vacinas remonta ao início dos anos 80, com a vacina contra hepatite B produzida em leveduras (Engerix-B, GSK; Recombivax-HB, MSD) ou em células humanas (GenHevac-B, Sanofi Pasteur). A primeira vacina contra a malária também foi recombinante produzida em leveduras (Mosquirix por GSK), igualmente a vacina contra herpes zoster (Shingrix por GSK), a vacina meningocócica B (Bexsero, GSK e Trumenba, Pfizer), cólera (toxina B recombinante), papiloma humano (recombinante bivalente e quadivalente) e algumas vacinas para o vírus da influenza sazonal (Flublok Quadrivalent, Protein Sciences Corporation). Hoje, 40 anos após a vacina contra a hepatite B, temos o desafio de desenvolver uma vacina contra a SARS-CoV-2 usando todos os avanços científicos, e enquanto a ciência faz seu trabalho, devemos seguir as instruções de prevenção, como o distanciamento social e a lavagem constante das mãos.

Estamos experimentando uma pandemia global e uma reação científica como nunca vimos antes. É evidente que a biotecnologia, a biologia sintética e o acesso a informações digitais gratuitas e abertas (digital sequence information) são avanços científicos essenciais para enfrentar o Covid-19.

 


1 Empresas como Alnylam Pharmaceuticals e Sirnaomics.

2 Veja as estruturas 3D em http://www.rcsb.org/news?year=2020&article=5e3c4bcba5007a04a313edcc

Referências

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