Por décadas, os pesquisadores sonharam em aproveitar o poder da tecnologia genética para prevenir ou tratar uma série de doenças. Uma versão sintética de uma molécula do corpo humano conhecida como RNA mensageiro (ácido ribonucléico), ou mRNA, cumpria essa promessa.
Exatamente como fazê-lo funcionar apresentava desafios assustadores que grande parte da comunidade científica considerava uma montanha alta demais para escalar.
Mas um punhado de pesquisadores não desistiu. Eles passaram anos tentando resolver o mistério do mRNA. Então, assim como um filme feito para a TV, eles decifraram o código bem a tempo de salvar o mundo da mortal pandemia do coronavírus .
mRNA em uma missão
As vacinas de mRNA funcionam entregando instruções às células que as capacitam a produzir antígenos e se tornar a fábrica de produção de anticorpos do próprio corpo. Mas para entender a tecnologia ainda melhor e como ela está sendo usada para nos proteger do COVID-19, primeiro você precisa entender as proteínas.
As proteínas são freqüentemente chamadas de blocos de construção da vida. Eles são essenciais para a estrutura, função e regulação dos tecidos e órgãos do corpo. Cada célula do corpo humano contém dezenas de milhares de proteínas distintas compostas de vários aminoácidos que se ligam uns aos outros para criar cadeias de comprimentos variados que se dobram em várias formas. A forma da proteína tem muito a ver com a função da proteína .
Por exemplo, alguns regulam processos fisiológicos específicos, como crescimento, desenvolvimento, metabolismo e reprodução. Algumas proteínas agem como catalisadores biológicos para ajudar o corpo a construir músculos, destruir toxinas e quebrar partículas de alimentos durante a digestão. Outros servem ao sistema imunológico como anticorpos que podem neutralizar toxinas e ajudar a livrar o corpo de bactérias e vírus patogênicos.
As células recebem sua sequência de aminoácidos e, portanto, informam a função de sua proteína por meio do RNA mensageiro do corpo, ou mRNA.
Pense neste processo como uma missão de espionagem. O mRNA dá às células instruções para fazer uma determinada proteína. Depois que a célula produz sua proteína, ela destrói as instruções e passa a trabalhar na fabricação dessa proteína específica.
Possibilidades aparentemente infinitas da tecnologia de mRNA
Alguns pesquisadores começaram a se perguntar: e se a ciência pudesse desenvolver um mRNA sintético com uma sequência de codificação específica que pudesse ser entregue ao corpo e instruir as células a criar qualquer tipo de proteína - agentes de crescimento para reparar tecidos danificados, enzimas para curar doenças raras ou até mesmo anticorpos para proteger contra infecções.
Em 1990, um grupo de pesquisadores da Universidade de Wisconsin realmente começou a fazer um mRNA sintético e o testou em ratos de laboratório. O problema era que o mRNA sintético era sensível às defesas dos camundongos e era destruído antes mesmo de atingir a célula-alvo para entregar a mensagem codificada, diz Paul Goepfert , MD, professor de medicina da Universidade do Alabama em Birmingham e especialista em design de vacinas. Muitos no mundo científico viram isso como uma falha fatal e voltaram suas atenções para outro lugar.
Mas dois pesquisadores da Universidade da Pensilvânia , Katalin Karikó, Ph.D., e o imunologista Drew Weissman, MD Ph.D., ainda acreditavam nas oportunidades oferecidas pelo mRNA sintético. Eles começaram a encontrar uma maneira de tornar o mRNA mais estável. Em 2005, após uma década de pesquisas meticulosas, eles descobriram que poderiam usar pequenas bolas de gordura chamadas nanopartículas de lipídios , ou LPNs, para proteger o mRNA sintético. Isso deu à frágil molécula qualidades furtivas que a permitiram viajar para fora do radar do sistema imunológico.
Nos anos que se seguiram, os pesquisadores explorariam as possibilidades do mRNA usando essa nova tecnologia. Em 2010, a Moderna Inc., empresa farmacêutica e de biotecnologia sediada em Cambridge, Massachusetts, foi fundada para se concentrar especificamente em tecnologias de vacinas baseadas em mRNA. O nome "Moderna" vem literalmente da combinação das palavras "modificado" e "RNA".
Em 2008, a BioNTech, com sede na Alemanha, abreviação de Biopharmaceutical New Technologies, foi fundada para desenvolver candidatos à imunoterapia farmacêutica contra o câncer usando a tecnologia de mRNA. Em 2018, a empresa fez parceria com a Pfizer Inc , dos Estados Unidos . para desenvolver vacinas contra a gripe baseadas em mRNA.
E então o mundo foi atingido por uma pandemia global. Pesquisadores em todos os lugares começaram a direcionar todos os seus esforços para o desenvolvimento de uma vacina contra o coronavírus.
Como as vacinas de mRNA foram aprovadas tão rapidamente?
Os vírus não podem se reproduzir por conta própria, eles precisam de um hospedeiro para entrar nas células e iniciar o processo de replicação para infectar as pessoas e torná-las doentes. Para que uma vacina de mRNA funcionasse, os pesquisadores precisavam saber qual proteína o vírus estava usando como hospedeiro. E para isso, eles precisavam quebrar o código genético do COVID-19. Este processo foi simplificado porque o COVID era semelhante a dois outros coronavírus que já haviam infectado humanos - MERS e SARS .
Em 31 de dezembro de 2020, quando a China admitiu pela primeira vez o agrupamento de vírus semelhantes à pneumonia, os pesquisadores chineses já estavam trabalhando para identificar o código genético do vírus . Cerca de duas semanas depois, 12 de janeiro de 2020, eles divulgaram os dados de sequenciamento de genes . Isso deu aos pesquisadores em todos os lugares a munição para começar uma vacina.
"Sabíamos que a proteína do pico era o calcanhar de Aquiles", diz Goepfert.
A partir daí, o desenvolvimento da vacina começou a avançar rapidamente. "As vacinas de mRNA são passíveis de um desenvolvimento muito rápido. Tivemos sorte nesse aspecto", diz Goepfert. "Uma semana depois, Moderna e Pfizer fizeram suas vacinas." As empresas foram então capazes de impulsionar as empresas farmacêuticas que desenvolvem vacinas tradicionais e avançar rapidamente para os testes em animais e, logo depois, os testes em humanos começaram.
As vacinas de mRNA são tão eficazes quanto as vacinas tradicionais?
As vacinas Moderna e Pfizer / BioNTech estão apresentando um desempenho surpreendentemente bom. Estudos mostraram que uma dose dupla completa da vacina da Pfizer ou Moderna fornece 95% e 94% de proteção contra o vírus original, respectivamente.
No entanto, apenas metade de todos os americanos estão totalmente vacinados.
"Uma das razões para a hesitação da vacina é que as pessoas têm esse mal-entendido de que [as vacinas de mRNA COVID] foram desenvolvidas tão rapidamente e que, ao fazer isso, pulamos a avaliação de segurança, o que não é verdade", disse Goepfert.
"Esta vacina foi testada em um número incrível de pessoas e, na verdade, passou pelos testes normais de segurança de todos os produtos. E agora que está sob Autorização para Uso de Emergência, temos milhões de dados de segurança a mais - na verdade, mais do que qualquer outro produto que temos para uma vacina. "
Essas vacinas de mRNA funcionam tão bem porque induzem vários braços de defesa no sistema imunológico, diz Goepfert. "Eles induzem a neutralização de anticorpos, que considero lanças porque podem eliminar o vírus antes mesmo de você ser infectado. Eles induzem anticorpos funcionais, que utilizam células para serem mais eficazes. E induzem respostas de células T - ambos auxiliares e respostas de células assassinas - que são extremamente importantes. As células T ajudam a prevenir doenças graves e a morte. "
As vacinas tradicionais também neutralizam anticorpos e induzem respostas de anticorpos, mas "elas não fazem a resposta das células T também", diz ele.
O futuro das vacinas de mRNA
Então, o que o futuro reserva para a tecnologia de mRNA? Provavelmente, este é apenas o começo. Na verdade, em 2017, dois ensaios clínicos já estavam em andamento para testar vacinas de mRNA contra várias doenças infecciosas, incluindo HIV, influenza, Zika e raiva - e então o COVID-19 atingiu.
Uma equipe do MD Anderson liderada por Scott Kopetz, MD, Ph.D., já está usando mRNA no câncer colorretal em um ensaio clínico de Fase II para testar se a tecnologia poderia prevenir a recorrência do câncer .
"As vacinas de mRNA podem ser usadas para atingir quase qualquer patógeno", disse John Cooke, MD, Ph.D., diretor médico do Programa de RNA Therapeutics do Houston Methodist Research Institute, em uma declaração à imprensa para a Association of American Medical Colleges. "Você coloca o código de uma proteína específica que estimula uma resposta imunológica. É essencialmente ilimitado."
Isso significa que os cientistas acreditam que doenças como malária, tuberculose, hepatite B e fibrose cística podem ser prevenidas no futuro com vacinas de mRNA.
"Essas vacinas são notáveis", diz Goepfert. "Mesmo em adultos mais velhos, eles funcionam muito, muito bem, o que é incomum para a maioria das vacinas que temos. Isso é simplesmente notável."
Agora isso é incrível
Geralmente, leva cerca de 10 a 15 anos para que as vacinas sejam disponibilizadas ao público em geral, devido a todas as pesquisas e testes envolvidos em seu desenvolvimento . Mas quase um ano depois do dia em que Wuhan, as autoridades chinesas, revelaram que estavam lutando contra um contágio desconhecido , a primeira vacina COVID dada fora dos testes clínicos foi administrada nos Estados Unidos em 14 de dezembro de 2020.
