SpiN-Tec, o caminho para uma vacina contra covid-19 no Brasil

Centro de Tecnologia de Vacinas
Universidade Federal de Minas Gerais
Centro de Tecnologia de Vacinas
Universidade Federal de Minas Gerais

O Brasil está desenvolvendo uma vacina contra o vírus da covid-19, causador da última pandemia que assolou o planeta. Esse imunizante – batizado de SpiN-Tec – é feito a partir de uma proteína do vírus que não sofre tantas mutações, o que potencializa a resposta de nosso sistema imune a esse invasor. Os primeiros testes com essa vacina têm se mostrado promissores. De baixo custo de produção, esse imunizante poderia ser facilmente fabricado no país, preenchendo lacuna importante em nosso sistema de saúde pública.

CRÉDITO: FOTO CTVACINAS | UFMG

No fim de dezembro de 2019, a Organização Mundial da Saúde (OMS) foi alertada sobre casos de pneumonia na cidade de Wuhan (China), causados por uma nova cepa de coronavírus que ainda não havia sido identificada em humanos. 

Em janeiro do ano seguinte, as autoridades chinesas confirmaram a identificação de um novo tipo de coronavírus e comunicaram que ele já havia causado mais de 2,5 mil casos de infecções – 80 das quais levaram à morte dos infectados. 

Os coronavírus estão por toda parte, sendo a segunda principal causa do resfriado comum, depois do rinovírus. Mas, até 2020, eram raramente associados a doença grave em humanos. 

Em 30 de janeiro de 2020, a OMS declarou o surto do novo coronavírus uma emergência de saúde pública de importância internacional, o mais alto nível de alerta da organização. Em 11 de março daquele ano, em resposta à rápida distribuição geográfica da nova doença, denominada covid-19, ela foi caracterizada, pela OMS, como pandemia.

Em 30 de janeiro de 2020, a OMS declarou o surto do novo coronavírus uma emergência de saúde pública de importância internacional, o mais alto nível de alerta da organização

Mais de 765 milhões de casos de covid-19 foram confirmados no mundo todo. Esse total de infecções causou quase 7 milhões de mortes até maio deste ano, segundo a OMS – cabe ressaltar que estimativas indicam que o número real de mortes por covid-19 pode ser muito maior (talvez, próximo de 20 milhões de pessoas).

No Brasil, segundo o Ministério da Saúde, depois do primeiro caso de covid-19 confirmado, em fevereiro de 2020, foram registrados 37,5 milhões de casos. O número de mortes chegou a 702 mil. 

Tão impactante quanto esses números é o fato de que, em 8 de dezembro de 2020, a primeira dose de uma vacina contra a covid-19 já havia sido aplicada em uma mulher de 90 anos na Inglaterra, depois do desenvolvimento, em tempo recorde (11 meses), do imunizante pela farmacêutica norte-americana Pfizer e a sua associada alemã BioNTech. 

Desde então, segundo a OMS, até hoje, mais de 13 bilhões de doses de vacinas contra covid-19 foram administradas em todo o mundo.

Em 5 de maio deste ano, 40 meses após o anúncio dos primeiros casos, o diretor da OMS declarou – citando a vacinação como um dos fatores determinantes – o fim da emergência de saúde global da pandemia de covid-19.

Mecanismo de ação

O mecanismo de ação de todas as vacinas é baseado na capacidade de o nosso organismo responder à presença de substâncias estranhas a ele (antígenos) presentes em um micro-organismo causador de doença (patógeno).

Com a imunização, o organismo fica ‘treinado’ para responder a uma possível infecção

Nosso sistema imune é classicamente dividido em dois componentes: resposta humoral e resposta celular. A primeira consiste na produção – pelos linfócitos B, um dos tipos de células de defesa – de anticorpos específicos para cada antígeno. Um tipo especial de anticorpos, denominados neutralizantes, podem impedir a entrada do vírus ou outro patógeno na célula hospedeira. Esse processo de defesa é denominado soroneutralização (figura 1).

Figura 1. Anticorpos neutralizantes se ligam a uma proteína (Spike) do vírus da covid-19, impedindo sua ligação a um receptor (ECA2) da membrana celular e posterior entrada na célula hospedeira

Já a resposta celular é mediada pela ação de linfócitos T efetores (tecnicamente, linfócitos T CD8+), os quais reconhecem pequenas porções de antígeno (epítopos) apresentadas pela célula infectada. Com isso, induzem a célula infectada à morte por meio da liberação de grânulos tóxicos ou da ativação de receptores celulares que levam à autodestruição celular (figura 2).

Figura 2. A internalização do vírus pela célula hospedeira (1) faz com que esta produza pequenas porções de antígenos (2), os quais, apresentados em sua membrana, levam a célula infectada a ser reconhecida por linfócitos T CD8+ (3), que liberam grânulos tóxicos responsáveis por ativar o mecanismo de morte celular (4)

Estratégias das vacinas

Os antígenos, principal componente das vacinas, podem ser obtidos a partir do patógeno inteiro ou parte dele. A forma como o antígeno é apresentado ao sistema imune nas diferentes vacinas pode variar segundo a estratégia vacinal. As vacinas para covid-19, atualmente disponíveis para a população mundial, são baseadas em três plataformas distintas. 

A CoronaVac, produzida pela Sinovac Life Sciences (China), é uma vacina feita a partir do vírus SARS-CoV-2 inteiro inativado, ou seja, o vírus é morto com o uso de substâncias químicas, irradiação ou temperatura. 

A vacina ChAdOx1 nCoV-19, desenvolvida em conjunto pela Universidade de Oxford (Reino Unido) e a empresa AstraZeneca, usa a seguinte estratégia: insere – em vírus de chimpanzé e sem a capacidade de replicação – genes que ‘fabricam’ (codificam) o antígeno – nesse caso, a proteína Spike do SARS-CoV-2, a qual leva o sistema imune humano a produzir anticorpos contra esse vírus. O mesmo processo é usado pela vacina Janssen, produzida pelo grupo Johnson & Johnson.

A vacina mRNA-1273, da empresa norte-americana Moderna, e a Comirnaty, da Pfizer, em parceria com a BioNTec, são baseadas no chamado mRNA (ácido ribonucleico mensageiro). Esse material genético é carregado por nanopartículas de ‘gordura’ (lipídeos) para dentro das células humanas, onde levam à codificação da proteína Spike. 

Pedaços da Spike expostos na membrana celular induzem a produção de anticorpos neutralizantes pelos linfócitos B e também ativam linfócitos T CD8+, responsáveis por desencadear os mecanismos que levam à morte celular. Essa estratégia é comum a todas as vacinas para covid-19 em uso atualmente pela população mundial.

Mutação e evasão

O SARS-CoV-2 é um vírus cujo material genético é uma molécula de RNA. Portanto, tem grande capacidade de mutação. O acúmulo dessas variações genéticas resulta em alterações na estrutura tridimensional da proteína Spike, necessária para o reconhecimento e a ação dos anticorpos neutralizantes. Essas mutações levam, portanto, a uma progressiva evasão do principal mecanismo de ação das vacinas em uso.

Como a maioria das vacinas tem como alvo a proteína Spike, uma das consequências dessa mutabilidade é que as vacinas baseadas na cepa original já apresentam rápida diminuição da eficácia de combater a chamada variante Delta, que surgiu na Índia em outubro de 2020. O mesmo tem ocorrido com a variante Ômicron, que apareceu na África do Sul, em novembro de 2021, e suas subvariantes posteriores.

Essa diminuição da eficiência das vacinas geradas a partir da cepa original é provavelmente a maior responsável pelas sucessivas ondas de infecções e reinfecções ainda observadas em vários países.

Essa diminuição da eficiência das vacinas geradas a partir da cepa original é provavelmente a maior responsável pelas sucessivas ondas de infecções e reinfecções ainda observadas em vários países

Estudos demonstraram que: i) duas doses da ChAdOx1-S ou Coronavac são incapazes de gerar anticorpos neutralizantes contra a variante Ômicron; ii) duas doses das vacinas de mRNA geram respostas de anticorpos neutralizantes muito baixas, cujos níveis diminuem rapidamente.

Mas uma dose de reforço – especialmente, com vacinas de mRNA, em pessoas já vacinadas ou convalescentes – é capaz de aumentar os anticorpos neutralizantes contra a variante Ômicron. Apesar de não induzirem altos níveis de anticorpos neutralizantes, a ponto de evitar infecções ou reinfecções, doses de reforço com a vacina da AstraZeneca ou Pfizer foram capazes de reduzir a gravidade das infecções por essa variante.

Em face desses dados, foi levantada hipótese em relação a pessoas que tomaram vacinas diferentes: a proteção contra óbitos ou casos graves (especialmente, em infecções pela variante Ômicron) seria mediada principalmente pela resposta celular desencadeada por linfócitos T e não por anticorpos neutralizantes.

A falha das vacinas atuais na indução de anticorpos contra a Ômicron se deve principalmente a mais de 30 mutações – incluindo aquelas que alteram significativamente a estrutura da proteína Spike dessa variante e, com isso, seu reconhecimento por anticorpos que foram gerados a partir da sequência original da Spike. 

Essas mutações são observadas especialmente na parte da Spike que se liga ao receptor ACE2 na célula humana, evitando, assim, a ação neutralizante dos anticorpos. Mas a resposta dos linfócitos T parece ter sido preservada, porque esses linfócitos reconhecem não uma, mas, sim, várias partes da Spike, bem como partes de outras proteínas, como a proteína do Nucleocapsídeo (ou proteína N), que sofre menos alterações.

Portanto, por causa da resposta mediada por linfócitos T, os casos graves da doença foram sendo drasticamente reduzidos, mesmo com o aparecimento das variantes, como a Ômicron.

A vacina brasileira

Estudos mostram que, havendo falha na resposta de anticorpos neutralizantes, a imunidade celular se torna a melhor estratégia para controlar a replicação viral e oferecer um desfecho clínico favorável.

Estudos mostram que, havendo falha na resposta de anticorpos neutralizantes, a imunidade celular se torna a melhor estratégia para controlar a replicação viral e oferecer um desfecho clínico favorável

Com base nesses resultados, o desenho da vacina SpiN-Tec – desenvolvida pelo Centro de Tecnologia de Vacinas (CTVacinas), da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), em parceria com a Fundação Oswaldo Cruz de Minas Gerais – foi direcionado para a indução de resposta de linfócitos T – e não de anticorpos neutralizantes. 

A SpiN-Tec tem, em sua formulação, a porção RBD da proteína Spike – aquela que se liga ao receptor na célula humana –, bem como a proteína N do SARS-CoV-2, a qual, como dissemos, sofre menos mutação que a Spike. O objetivo é estimular a produção de anticorpos neutralizantes, mas, principalmente, induzir uma forte imunidade celular. 

Testes feitos em animais mostraram que a SpiN-Tec: i) gerou aumento no nível de anticorpos neutralizantes induzidos por outras vacinas, como a Covishield ou Coronavac; ii) induziu resposta celular na proteção contra as variantes do SARS-CoV-2; iii) mostrou que hamsters e camundongos transgênicos desenvolveram forte imunidade protetora contra a infecção pelo SARS-CoV-2, mesmo na ausência de anticorpos neutralizantes. 

Camundongos transgênicos, depois de vacinados com a SpiN-Tec, tiveram menores níveis de carga viral, pulmões sem infiltrado inflamatório e sobreviveram. Esses efeitos foram associados à forte indução da imunidade celular.

Outro resultado importante de nossos experimentos: a SpiN-Tec, quando usada como dose de reforço em animais já vacinados com Coronavac e AstraZeneca, se mostrou capaz de aumentar os níveis pré-existentes tanto de anticorpos neutralizantes quanto da resposta imune celular.

Neste momento, a SpiN-Tec está sendo testada quanto à sua segurança e capacidade de induzir imunidade celular como dose de reforço em voluntários já vacinados com a Covishield e AstraZeneca, duas vacinas usadas pelo Sistema Único de Saúde.

Mudança de paradigma?

Só depois da realização desses testes clínicos seguros e controlados com a SpiN-Tec será possível dizer algo sobre a eficácia de uma mudança de paradigma na estratégia vacinal, ou seja, privilegiar a promoção da imunidade celular como reforço à imunidade previamente induzida seja pela exposição ao vírus ou por vacinas previamente aplicadas. 

Se esses estudos mostrarem bons resultados, espera-se uma diminuição no número de casos sintomáticos graves – mesmo com a contínua circulação do vírus e o aparecimento de variantes. E, como consequência, haverá redução do impacto sobre o sistema de saúde pública. 

Por fim, cabe ressaltar que a SpiN-Tec é uma vacina com baixo custo de produção e que pode ser fabricada em território nacional, representando alternativa economicamente vantajosa para reverter a perda de imunidade da população frente à infecção por um vírus em constante mutação. 

A pandemia da covid-19 ressaltou de maneira muito clara uma lacuna que existe no ecossistema de vacinas no Brasil: a ausência de um elo na cadeia que permita a transposição da prova de conceito de nossos laboratórios de pesquisa para os ensaios clínicos. 

Essa lacuna começa agora a ser preenchida com iniciativas geradas a partir da experiência de grupos de pesquisa das universidades e dos institutos de pesquisa, como o CTVacinas, da UFMG.

O desenvolvimento da SpiN-Tec representa, portanto, uma resposta da ciência brasileira às dificuldades enfrentadas na pandemia da covid-19, como quantidade limitada de vacinas, atrasos na entrega de insumos por países fornecedores, emergência de variantes do SARS-CoV-2 e a necessidade de doses anuais de reforço.

O desenvolvimento da SpiN-Tec representa, portanto, uma resposta da ciência brasileira às dificuldades enfrentadas na pandemia da covid-19

Com a SpiN-Tec, foi possível demonstrar que é possível, para o Brasil, transpor todas as etapas da cadeia de produção de vacinas e reduzir nossa dependência externa desses produtos não só para covid-19, mas também para outras doenças, como malária, leishmaniose etc., as quais são sérios problemas de saúde que afetam nossa população há muitos anos.

ABBAS, A. K.; LICHTMAN, A. H.; PILLAI, S. Cellular and Molecular Immunology. 8th Edition. Philadelphia: Elsevier Saunders, 2015.

CASTRO, J. T.; AZEVEDO, P.; FUMAGALLI, M. J. et al. Promotion of neutralizing antibody-independent immunity to wild-type and SARS-CoV-2 variants of concern using an RBD-Nucleocapsid fusion protein. Nature Communications, v. 13, p. 4831, 2022.

FERGUSON, N.; GHANI, A.; CORI, A. et al. Growth, population distribution and immune escape of the Omicron in England. London: Imperial College of London, 2021.

MOSS, P. The T cell immune response against SARS-CoV-2. Nature Immunology, v. 23, pp. 186-193, 2022.

POLLARD, A. J.; BIJKER, E. M. A guide to vaccinology: from basic principles to new developments. Nature Reviews Immunology, v. 21, pp. 83-100, 2021.

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