As descobertas e desafios envolvidos no desenvolvimento e distribuição da vacina para o SARS-COV2

E mais uma vez, na corrida pela cura da Covid-19, novas informações sobre o desenvolvimento da vacina trazem esperança para o fim dessa batalha. Os cuidados emocionais, os impactos físicos causados pelo isolamento social e a adaptação do Stocco ao ensino remoto na Educação Infantil e no Ensino Fundamental mostram nossa capacidade de nos reinventarmos no processo educacional durante o período da Pandemia. Além dos desafios psicológicos, a ciência também tem sido constantemente desafiada a buscar formas seguras de imunização, por isso, os professores de Ciências aqui do Stocco, Luis Alves, Nathália Binder e Vera Hacker, foram convidados para contar um pouco sobre como é realizado o desenvolvimento de uma vacina. 

A batalha das vacinas.

A vacina contra o SARS-COVID2 (vírus da Covid-19) é indiscutivelmente a maior busca científica do momento e o produto mais esperado pela população, que acredita no seu potencial para trazer nossa rotina ao normal.

Existem atualmente mais de 160 vacinas em desenvolvimento, dessas, apenas 29 foram testadas em humanos, e somente seis entraram na fase final de pesquisa, o que é crucial para entender se ela é realmente segura e tem o efeito esperado. Há três já previamente aprovadas, mas com limitado acesso (duas chinesas e uma russa). Uma destas 29 está sendo testada aqui em São Paulo em cooperação com várias Universidades públicas e com o Hospital das Clínicas da faculdade de Medicina da USP.

Um dos maiores feitos humanos no campo médico é a criação das vacinas, que permitiu preservar diversas vidas e mitigar doenças que costumam assolar o mundo, como a varíola e a poliomielite. Economicamente, os custos operacionais relacionados aos doentes diminuíram com o passar dos anos, tendo a perspectiva de ampliar ainda mais os benefícios com o desenvolvimento de pesquisas na área e com o engajamento da população. A vacina seria uma forma mais rápida de se atingir a imunidade de rebanho ou coletiva e encurtar a duração das ondas de uma pandemia como a que estamos vivendo. 

Imunidade coletiva ou imunidade de rebanho é um conceito usado para doenças que se propagam de uma pessoa para outra. Ele descreve uma cadeia de infecção que é prevenida, pois parte da população adquiriu imunidade à infecção, de modo que os indivíduos que não estão imunes são protegidos pelos que já manifestaram a doença. A circulação ativa do agente infeccioso é reduzida pela existência de mais pessoas com anticorpos específicos. Essa resistência ou imunidade à infecção é adquirida por quem se recuperou após o ciclo da doença ou que foram previamente vacinadas contra o agente biológico.

Como as vacinas funcionam?

Em meio a tantos benefícios, é difícil não se perguntar: “Como, afinal, as vacinas funcionam? O que garante a segurança e eficácia? Como está o desenvolvimento e a produção de vacinas contra a Covid-19? Quais os desafios a serem vencidos para que a vacina chegue para todos?”.

Antes de responder qualquer pergunta, é fundamental compreender como o nosso sistema imunológico funciona. Quando o organismo é invadido por um agente infeccioso, as células de defesa denominadas leucócitos iniciam um processo de reconhecimento, isolamento e destruição dos invasores. Para cada tipo de patógeno, o organismo produz uma resposta imunológica específica, um tipo de combinação chave e fechadura entre antígeno e anticorpo. 

Tipos de vacinas:

A vacina é uma resposta rápida no mecanismo de defesa do corpo. Existem vários tipos de vacinas que usam diferentes vetores, causando mais ou menos reações, mas todas têm o mesmo princípio: apresentam um antígeno que estimula a produção de células de defesa – leucócitos específicos. Dessa forma, criam-se células de memória que respondem prontamente a uma infecção real e permanecem em nosso organismo, mesmo sem termos nenhum contato com o agente infeccioso. 

 As vacinas virais podem ser divididas em três tipos segundo a técnica de produção e interação esperada entre o antígeno e nosso sistema imunológico. 

1. As vacinas atenuadas são formuladas por agentes infecciosos ativos enfraquecidos por processos de infecções sucessivos em células in vitro, por isso não possuem a capacidade de produzir a doença (exemplos: febre amarela e poliomielite oral). Os casos clínicos em que o vírus volta para a forma comum e causa problema para as pessoas são raros. Esse tipo de vacina não é recomendada para gestantes e pessoas com imunossupressão.
2. As vacinas inativadas contêm vírus que foram “desligados” por meios químicos ou físicos. As de subunidade são antígenos purificados. As duas técnicas não podem “imitar” doenças como as vacinas atenuadas. Elas agem enganando o sistema imunológico, uma vez que ele acredita que o agente infeccioso morto, ou parte dele, representa um perigo real e desencadeia o processo, formando os anticorpos necessários para nossa imunidade. Não apresentam contra indicações mais sérias, pois não existe risco dos fragmentos ou vírus inativados sofrerem qualquer modificação e nos atacarem.
3. As vacinas obtidas por engenharia genética, como no caso das vacinas contra hepatite B e HPV, são produzidas com a informação genética de antígenos responsáveis ​​pela codificação de proteínas que representam antígenos relevantes para a proteção. Dessa maneira é possível utilizar outros vírus (adenovírus) ou microrganismos como fonte de incorporação de antígenos em preparações de vacinas, devido aos sistemas de expressão heterólogos para a produção de proteínas recombinantes.

Como atingir a imunização segura?

A Ciência e a Tecnologia têm um papel fundamental no desenvolvimento, produção e distribuição de uma vacina à população. Testes são realizados para garantir segurança, sem danos à saúde. A aprovação é realizada pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) que, por meio da resolução n.º 55, de 16 de dezembro de 2010, estabelece requisitos mínimos para o registro de uma vacina que envolvem fases de estudo e protocolos de segurança.

Fases de desenvolvimento:

1. Fase laboratorial: fase inicial. Momento de definir a composição da vacina.
2. Fase Pré-clínica: teste em animais para a comprovação dos dados obtidos em experimentações.
3. Fase clínica: testagem feita em seres humanos. Essa fase é dividida em três:
4. Fase I. Analisa a segurança da vacina em um grupo pequeno de voluntários.
5. Fase II. Analisa mais detalhadamente a segurança da vacina.  Usada em um grupo de centenas de voluntários, em que é verificada uma resposta do sistema imunológico.
6. Fase III. Analisa a segurança da vacina. Um grupo de milhares de pessoas pode ser testado. O processo garante se a vacina realmente protege contra uma doença. Nesta fase, a vacina é aplicada em metade dos participantes e a outra metade recebe uma substância placebo. 
7. Após a aprovação da ANVISA, o laboratório é autorizado a produzir e distribuir a vacina. Mesmo assim ela continua sendo monitorada, em busca de eventuais reações adversas.

A revolução das vacinas.

Diferentes países, ao se depararem com a pandemia de Covid-19, iniciaram uma revolução histórica na fabricação de vacinas. Antes, demandava-se um longo período para realização, testes e produção em larga escala com duração média de 7 anos. A vacina para a caxumba foi desenvolvida mais rapidamente até então, e levou  4 anos para chegar ao mercado. No entanto, estamos diante da possibilidade de encontrar uma imunização eficaz e pronta em tempo recorde, já que modelos híbridos de estudos podem e devem ser feitos para acelerar os resultados, desde que com rigor científico e segurança.

A China e a Rússia parecem ter assumido a liderança nesta revolução. Em particular, o presidente russo Vladimir Putin anunciou, em agosto, que desenvolveu uma vacina, aprovou, registrou seu uso e planeja iniciar ainda em seu exército como teste. Os estudos Russos aconteceram em um modelo híbrido onde as fases II e III ocorreram paralelas e já poderiam ser testadas em larga escala. Isso é o que acontece em pandemias: o desenvolvimento tradicional de uma vacina que demoraria cerca de 7 anos para ocorrer, pode ser bem mais curto e seguro com fases paralelas. O artigo científico descrevendo o estudo russo saiu recentemente em um dos maiores jornais científicos de medicina (em 4 de setembro de 2020). 

Qual o papel do Brasil no processo de desenvolvimento da vacina?

O Brasil participa de três testes clínicos de vacina já no último estágio para aprovação, todos com parcerias internacionais seguindo os protocolos de segurança.

Infelizmente, nosso país se tornou um lugar favorável para os testes devido ao contínuo platô de casos observados e a curva de desenvolvimento da pandemia. Esse cenário possibilita um melhor estudo sobre a eficácia da vacina, um ambiente com grande circulação viral e transmissões locais, diferente de outros países na Europa, onde a curva apresenta um declínio acelerado.

Por outro lado, o Brasil destaca-se por apresentar uma infraestrutura moderna e de qualidade para gerar dados clínicos confiáveis que vão ajudar a compor os estudos e publicações científicas sobre a eficácia da vacina. Ademais, há pesquisadores brasileiros que são referência em infectologia e patologia, mundialmente conhecidos e que atraem cooperações internacionais. Assim, podemos contribuir de forma significativa com este capítulo da história mundial da saúde humana.

A pesquisa conduzida pelo Dr. Pedro Folegatti, orgulhosamente brasileiro, na Universidade de Oxford em parceria com Astrazeneca, é uma das mais promissoras e avançadas nessa busca pela vacina. A técnica utilizada para seu desenvolvimento foi feita a partir de um adenovírus modificado originário de chimpanzés. O adenovírus (proteína) carrega uma parte do material genético de Sars-CoV-2 chamado proteína S. Isso significa que os cientistas usam outro vírus, que realiza a entrega do material viral para nossas células sem nos causar prejuízos, funcionado como um “Cavalo de Tróia”. O vírus torna-se fraco após a modificação genética, ou seja, não é infeccioso e não pode se replicar no corpo humano. Os pesquisadores inseriram partes não infecciosas modificadas do coronavírus dentro dos adenovírus. Quando a vacina é injetada no corpo, o sistema imunológico promove uma resposta à proteína oculta no transportador, resultando na produção de anticorpos e outras células defensivas que podem proteger as pessoas da COVID-19. O Instituto FIOCRUZ será o responsável pela produção da vacina no Brasil caso seja aprovada na última fase de teste envolvendo mais de 50.000 pessoas ao redor do mundo, sendo 5.000 brasileiros profissionais da área da saúde.

Desenvolvimento mundo afora.

Outra grande promessa é a vacina da empresa chinesa Sinovac. Trata-se de um vírus que não consegue mais realizar suas atividades de interação com o material genético humano, assim, ela é supostamente mais segura, porque não causaria a doença. As desvantagens, segundo alguns virologistas, é o uso de apenas um pedaço do vírus ou um vírus morto, logo, não apresenta grande potencial para estimular o necessário de resposta imune. Dessa forma, são necessários adjuvantes, substâncias que precisam ser adicionadas à vacina para auxiliar na identificação do antígeno. Muitos cientistas acreditam que será preciso mais de uma dose da vacina para estabelecer uma imunização completa e segura. O estudo chinês concluiu que duas aplicações da vacina em um intervalo de 14 dias seria requerido.

Um promissor estudo coordenado pelo Dr. Gustavo Cabral, outro brasileiro, ainda em fase de teste pré-clínica, inova tecnologicamente na maneira de produzir a vacina. São utilizadas partículas em vez do material genético do próprio vírus, ou seja, são isolados pedaços do coronavírus responsáveis por entrar nas células do corpo humano. Estes são “pequenas flores”, chamadas “proteína spike”, são os classificados VLPs [da sigla em inglês Virus Like Particles], um emaranhado de proteínas. Conecta-se esses fragmentos com partículas sintéticas semelhantes a vírus, mas sem material genético, ou seja, corpos ocos, o que evita a multiplicação. Como as partículas produzidas em laboratório imitam o vírus, o sistema imunológico será estimulado, então, iniciar-se-á uma reação em cadeia no organismo. Esses fragmentos do coronavírus colocados nestas partículas provocam a defesa contra ele, com a formação dos anticorpos específicos. Dessa maneira,  as “florzinhas” (spikes) do vírus seriam desativadas, impedindo que ele entrasse nas células humanas. É como colocar uma estrutura vestida de coronavírus no nosso corpo, mas sem o seu perigoso material genético. Esta técnica já possui excelentes resultados no caso da hepatite B.

Além da vacina: o soro terapêutico.

Os principais veículos de mídia brasileira notificaram, no mês de agosto, uma pesquisa promissora que utiliza uma técnica antiga e muito comum na ciência. A produção de um soro terapêutico com ação anti-Covid, produzido em cavalos, com resultados apresentando até 50 vezes mais anticorpos do que o soro humano de pacientes recuperados da SARS-Cov-2. As notícias foram pautadas na apresentação brasileira de pesquisadores pertencentes ao Instituto Vital Brazil e a Universidade Federal do Rio de Janeiro no simpósio sobre Covid-19 na Academia Nacional de Medicina (ANM).

Os soros promovem uma imunização passiva que confere proteção pela transferência artificial de imunoglobulinas (anticorpos) por meio da administração parenteral, vias diferentes da gastrointestinal. Diferentemente das vacinas, os soros conferem imunidade imediata, porém temporária, que diminui quando os anticorpos transferidos são degradados. Soros heterólogos são constituídos de anticorpos obtidos de plasma animal, normalmente de cavalos, que foram expostos ao patógeno. Exemplos existentes e utilizados diariamente são: soro antiaracnídeo, anti-escorpiônico, antitetânico, anti-rábico etc.

O estudo inicial, realizado em maio de 2020, começou com a inoculação da proteína S recombinante do vírus no plasma de 5 cavalos, durante três semanas. Estes animais se apresentam assintomáticos ao longo de todo processo, não havendo prejuízos para seus organismos. O objetivo era obter um material chamado de gamaglobulina hiperimune mais elaborado que os conhecidos soros antitetânicos e antiofídicos. Após 70 dias, o plasma de quatro cavalos apresentaram anticorpos neutralizantes com potência de 20 a 100 vezes maior se comparados com o plasma de pessoas diagnosticadas com a doença. Cabe destacar que o uso desse soro produzido em corpos de outros animais podem gerar reações indesejadas e perigosas em humanos. Assim, este estudo, apesar de promissor, não parece ser a solução para a atual pandemia.

E quando a vacina estiver pronta?

Não são apenas as questões científicas que chamam a atenção da comunidade médica no desafio da obtenção da vacina, mas também os recursos materiais e logísticos na sua produção, envasamento e distribuição.

A conservação biológica das vacinas criou cenas inusitadas, como fazendas frigoríficas. Essas novas fazendas foram desenvolvidas por uma grande mobilização global estabelecida por governos, organizações internacionais e empresas farmacêuticas que liberaram bilhões de dólares para dar início à produção em massa de vacinas que ainda aguardam aprovação, além de impulsionar as capacidades da cadeia de abastecimento, garantindo que não sejam apanhadas de surpresa quando as vacinas receberem sinal verde. 

Muitos laboratórios, como a Pfizer e Astrazeneca, realizaram pedidos prévios destas fazendas, mesmo sem saber se a vacina em teste de fato funciona. Segundo especialistas, tal fato coloca em risco todo o esforço mundial, pois ampolas podem ser perdidas ao serem preenchidas com vacinas ainda não aprovadas com a possibilidade de descarte em pouco tempo por não cumprirem os protocolos necessários.

Em julho, as grandes farmacêuticas alertaram para uma possível carência de ampolas para armazenar futuras vacinas contra a Covid-19. A Schott, maior fabricante de ampolas para vacina, adotou a estratégia de recusa dos pedidos dessas fazendas para reservar estoques com o intuito de não comprometer recursos sem saber qual vacina estará de fato aprovada para o uso.

A lista de desafios científicos, técnicos, financeiros e logísticos é grande, mas é possível perceber que o empenho e a dedicação dos profissionais da área da saúde, pesquisadores e os mais diferentes setores da sociedade é ainda maior. A ciência, mais uma vez, vem provando seu valor e sua existência e manutenção de investimentos são absolutamente fundamentais para que possamos ter sucesso nessa jornada contra a Covid-19.

Ainda temos um longo caminho a percorrer para a chegada da vacina. Portanto, é necessário fazer nossa parte, nos protegendo e respeitando as regras de distanciamento social.

Referências

GRANDA, Alana. Soro anticovid produzido em Cavalos. Agência Brasil, 2020. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/saude/noticia/2020-08/soros-produzidos-por-cavalos-tem-anticorpos-potentes-para-covid-19 acesso em: 30/08/2020.

GRANDA, Alana. Fabricantes de ampolas de vidro se preparam para vacina contra Covid-19. Agência Brasil. Rio de Janeiro, 13 de agosto de 2020. Disponível em: https://g1.globo.com/bemestar/vacina/noticia/2020/06/12/fabricantes-de-ampolas-de-vidro-se-preparam-para-vacina-contra-covid-19.ghtml acesso em 02/09/2020.

MADEIRO, Carlos. – Covid: população de cidades com redução na infecção tem queda de anticorpos. UOL. Maceió, 31 de agosto de 2020. Disponível em: https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/redacao/2020/08/31/cidades-que-seguraram-covid-no-pais-tem-queda-de-anticorpos-na-populacao.htm acesso em: 30/08/2020.

PANDEY, Ashutosh. – ‘Fazenda’ de freezers? Entenda a logística por trás da vacina da covid-19. Uol . 2020 Disponível em: https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/deutsche-welle/2020/08/31/fazenda-de-freezers-ent’enda-a-logistica-por-tras-da-vacina-da-covid-19.htm acesso em 01/09/2020.

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TOLEDO, Karina..  Eficácia da Coronavac deve começar a ser avaliada em outubro, diz diretor do Instituto Butantan. Agência FAPESP. 10 de setembro de 2020. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/eficacia-da-coronavac-deve-comecar-a-ser.-avaliada-em-outubro-diz-diretor-do-instituto-butantan/34098/ acesso em: 10/09/2020.