Desde o começo do ano, com aparecimento do novo Coronavírus, identificado como SARS-CoV-2, a sociedade entrou em um período de medo e isolamento. A preocupação de se contaminar e, também, de contaminar amigos e familiares é constante. Infelizmente, quase cinco meses após o aparecimento do Covid-19 no Brasil, o distanciamento social ainda é a medida mais eficaz para evitar a disseminação do vírus.

Em uma corrida contra o tempo para evitar o contágio, minimizar o número de óbitos causado pela doença e tendo em vista que os processos de vacinologia  tradicionalmente aplicados são lentos, demorados e burocráticos, uma alternativa que acelere a descoberta de uma vacina e possibilite a imunização da população contra o vírus se torna crucial. Uma alternativa que têm se mostrado altamente promissora é a vacinologia reversa.

A vacinologia reversa é uma técnica que associa biologia molecular e bioinformática para fazer predições com modelos matemáticos e computacionais, de possíveis alvos vacinais. A ideia básica desta técnica é que todos os genomas patogênicos podem ser rastreados com abordagens de bioinformática, para encontrar genes que codificam para proteínas com localização extracelular, peptídeos de sinal e epítopos de células B. Em seguida, os genes são filtrados para características desejáveis que dariam bons alvos vacinais, tais como proteínas localizadas no exterior da membrana plasmática. Uma vez que os candidatos são identificados, eles são produzidos sinteticamente e são selecionados em modelos animais da infecção.

Para a análise bioinformática do SARS-CoV-2, primeiramente é feito o mapeamento genômico do vírus, que neste caso, é apenas uma fita de RNA. Com esse molde de RNA, usando técnicas de biologia molecular em laboratório, é sintetizada uma fita dupla de DNA e, através de um software são identificadas sequências de proteínas produzidas por este material genético. Em seguida, são feitos testes computacionais, que chamamos de modelo de pesquisa in silico, para identificar quais dessas proteínas estimulariam a resposta dos Linfócitos T o que, consequentemente, acionaria o sistema imunológico do indivíduo e levaria a destruição do vírus. Após isso, são feitos os testes pré clínicos em modelos animais, inoculando os candidatos vacinais e avaliando os efeitos da infecção. Caso os efeitos sejam positivos, serão feitos os primeiros testes em humanos.

A metodologia de pesquisa in silico reduz consideravelmente o tempo e recursos utilizados, que poderão ser destinados a outras etapas que envolvem a pesquisa em animais, inoculação do vírus, formação da resposta imune, análises estatísticas e estudos com humanos. Além disso, o uso de ferramentas computacionais pode ser utilizado para simular diferentes cenários referentes a vacinação e aos indivíduos, a fim de auxiliar a busca pelas respostas de questões em aberto. Este caminho permite simular diferentes circunstâncias em diversos contextos relacionados à utilização da vacina, como sua reação em  pessoas imunodeficientes que são mais propensas a apresentar grande número de infecções, estratégias de vacinação, duração da imunidade e necessidade de dose reforço.

Contudo, os modelos computacionais não eliminam a necessidade de testes clínicos e pré-clínicos, estes apenas racionalizam a construção de protótipos vacinais. Os testes in silico fazem isso mostrando quais regiões de proteínas imunogênicas estão expostas e quais estão protegidas. Vale salientar também que uma grande desvantagem do processo de vacinologia reversa é que apenas proteínas podem ser testadas, diferente da abordagem por vacinologia convencional que também consegue encontrar outros alvos biomoleculares, como por exemplo os polissacarídeos.

Tendo em vista os aspectos observados, é possível visualizar as inúmeras vantagens da vacinologia reversa, destacando sua maior velocidade em alcançar resultados, onde métodos tradicionais demorariam décadas para alcançar os mesmos resultados, na luta contra o SARS-CoV-2. Tendo em vista essa característica de melhoria na gestão de tempo e recursos, e aceleração dos resultados, é possível afirmar que muitos óbitos serão evitados, uma vez que toda quantidade de tempo economizado é convertida em vidas salvas.

Imagem: Mapeamento e construção 3d da proteína “spike” – Uma das proteínas alvo dos estudos de vacinologia reversa.

Referências:

https://science.sciencemag.org/content/367/6483/1260 - imagem

Autor: André Pereira Costa, aluno de Bioquímica da Universidade Federal de São João Del Rey

E-mail: andre25costa@hotmail.com