Brasileiros usam imagens em 3D para provar que ‘cápsula invisível’ é viável em novas vacinas com aplicação oral


Cientistas conseguiram observar o antígeno da hepatite B dentro da estrutura da vacina e melhoraram a forma como é recebido pelo organismo. Esquerda: Equipamento de espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS-Xeuss)-GFCx-FEP. Direita: (a) Dados de SAXS obtidos no equipamento do IFUSP, (b) modelo em baixa resolução para o antígeno de Hepatite B (HbsAg), obtido pelos dados de SAXS.
Instituto de Física da USP
Pesquisadores brasileiros do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) e do Instituto Butantã conseguiram desenvolver uma técnica que pode facilitar a formulação de vacinas orais. Eles conseguiram usar microscópicas “cápsulas” de sílica para transportar de forma eficiente as moléculas da hepatite B e, além disso, observar seu comportamento e características por meio de imagens em 3D.
Ao demonstrar a eficácia dessas novas vacinas orais, os cientistas abriram as portas para um novo campo de estudo. Os resultados da pesquisa, realizada em parceria com estudiosos de outros países, foram publicados na revista cientifica “Nature”.
Vacinais orais para mais doenças
O projeto surgiu diante de uma série de dificuldades criadas pelas vacinas injetáveis, como a produção e o uso de seringas descartáveis em grande escala, a necessidade de uma maior higienização dos ambientes, as possíveis reações no local da aplicação, dificuldades de absorção, entre outras.
Segundo física da USP Márcia Fantini, que iniciou o projeto há cerca de 15 anos com o biólogo Osvaldo Sant’Anna, do Instituto Butantan, o objetivo principal é desenvolver métodos para que as vacinas orais sejam tão eficazes quanto as injetáveis e possam ser formuladas para muitas doenças mais.
“Nosso sonho é não ter mais vacinas injetáveis, só vacinas orais. Há muitos benefícios nisso. Pense, por exemplo, como é fácil dar uma vacina oral a uma criança. Hoje existem até vacinas sêxtuplas, mas são todas injetáveis”, lembra a professora da USP.
Uma das principais dificuldades das vacinas orais é garantir que o “antígeno” – ou a molécula capaz de criar imunização na pessoa que recebe a vacina – chegue até a parte do corpo onde será absorvido. Para isso, deve ser inserido em uma espécie de cápsula que possa atravessar todo o trato gastrointestinal.
Esse desafio molecular é especialmente difícil quando as partículas são maiores, se aglomeram demais dentro da cápsula ou quando se aplicam diferentes antígenos numa mesma vacina. A partícula do antígeno da hepatite B, chamada HBsAg, era muito grande para entrar nas cápsulas e apresentava uma tendência à aglomeração.
Visualização em 3D de uma aglomeração de partículas dentro de uma cápsula de sílica SBA-15.
Divulgação/IFUSP
Na técnica desenvolvida pelos estudiosos brasileiros, porém, eles usam um microscópico tubo de sílica como “veículo” – a sílica nanoestruturada SBA-15. Conforme explicou a professora, “são como canudinhos cumpridos” com 10 nanômetros de diâmetro e poros medindo 2 nanômetros. Entre eles, há poros maiores, superiores a 50 nanômetros.
Fazer a ‘entrega’ corretamente
A pesquisa, que também contou com pesquisadores da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, buscava observar se a sílica conseguia levar corretamente a vacina pelo trato gastrointestinal e fazer a “entrega” dos antígenos. Uma entrega correta pode aumentar a resposta imunológica do organismo contra a doença.
Realizando testes em animais para a vacina contra hepatite B, os pesquisadores concluíram que a SBA-15 é, de fato, uma forma viável. Além disso, a vacina oral mostrou melhor resposta imunológica do que a vacina administrada por injeção.
Uma das maiores novidades do estudo é o fato de que os estudiosos conseguiram observar o comportamento do antígeno da hepatite B dentro da cápsula de sílica, usando técnicas inovadoras: espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), a microscopia por transmissão de raios X com varredura (STXM), a tomografia com nêutrons e raios X.
Isso lhes permitiu visualizar imagens completas em 3D.
“Para esse caso, observar tudo em 3D é muita novidade. Tem que fazer muita conta”, brinca a professora Márcia, dando o mérito desses cálculos aos colegas da Dinamarca. “Quando a gente pega uma técnica nova, precisa do especialista, e eles estão nos mais diferentes lugares.”
Em outras palavras, os cientistas puderam entender melhor como as moléculas se comportavam, como e por que a aglomeração acontecia, como reage ao pH, entre outros fatores importantes. O resultado foi uma otimização das condições de encapsulamento e a conclusão de que é possível continuar estudando e aplicando essas técnicas com outros antígenos.
Se o estudo tiver sucesso também nos testes com seres humanos, será possível produzir vacinas orais mais eficientes, baratas e que auxiliem os programas de saúde pública. Seria possível, segundo os cientistas, aumentar a cobertura vacinal da população. Comprovada a sua eficiência, a vacina oral é mais prática e pode ser aplicada mesmo fora dos postos de saúde.