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Assinatura genética observada em células produtoras de anticorpos no sangue pode acelerar o desenvolvimento da vacinas
Os cientistas que desenvolveram as vacinas para a COVID-19 aceleraram os ensaios clínicos, mas precisaram esperar para ver saber o quanto a vacina protegeria os participantes do estudo. E se houvesse uma maneira de prever a imunidade induzida pela vacina em uma pessoa?
Ao estudar as respostas imunes de 820 adultos a 13 vacinas, pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, descobriram que o mais forte preditor de imunidade para muitas vacinas era uma assinatura genética reconhecível em células sanguíneas que produzem anticorpos – os plasmablastos – sete dias após a vacinação.
Com a descoberta de um preditor tão universal de imunidade à vacinação, os cientistas de Stanford esperam acelerar o desenvolvimento de vacinas medindo a assinatura genética dos plasmablastos em uma pessoa nos dias seguintes à vacinação, em vez de esperar semanas para ver se o sistema imunológico dessa pessoa responderá adequadamente.
“Nossa análise integrada revelou uma assinatura genética comum que prevê a força da resposta de anticorpos à maioria das vacinas”, disse o Dr. Bali Pulendran, professor de Microbiologia e Imunologia de Stanford. “Isso abre caminho para o desenvolvimento de um ‘chip de vacina’, que poderia ser usado como uma estratégia de triagem precoce de futuras vacinas candidatas, acelerando o cronograma para os esforços de pesquisa e desenvolvimento”, completou o pesquisador.
Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Nature Immunology. O professor Pulendran é o autor sênior, e o Dr. Thomas Hagan, ex-pesquisador de pós-doutorado no laboratório do professor Pulendran e agora professor da Faculdade de Medicina da Universidade de Cincinnati, é o autor principal. O Dr. Steve Kleinstein, professor de Patologia e Imunologia na Escola de Medicina da Universidade Yale, também nos Estados Unidos, é o coautor sênior, juntamente com o professor Bali Pulendran.
Pistas na busca de um preditor universal
O Dr. Bali Pulendran vem refletindo sobre a ideia de um preditor de imunidade universal desde que escreveu um artigo em 2008 examinando a vacina contra a febre amarela, uma vacina com 97% de eficácia, que é vista como um padrão-ouro para entender como funciona uma vacina bem-sucedida.
Ele e seus colegas estudaram células, genes e proteínas para ver como eles respondiam à vacina contra a febre amarela. Usando aprendizado de máquina, os pesquisadores encontraram biomarcadores, sinais moleculares de que as vacinas estavam funcionando, na primeira semana após a vacinação, que poderiam prever a resposta de anticorpos imunes em 30, 60 e 90 dias.
O artigo deu início ao campo da vacinologia de sistemas, uma visão global do cenário molecular da resposta à vacina. Após o artigo de 2008, os pesquisadores exploraram outras vacinas, como a da gripe, da malária e as vacinas meningocócica e pneumocócica, produzindo um estudo em 2021 também liderado pelo professor Bali Pulendran detalhando a vacina Pfizer-BioNTech mRNA para a COVID-19. Eles identificaram a maquinaria molecular que cada vacina iniciou, mas a pesquisa deixou em aberto a questão de saber se havia um preditor universal.
Para encontrar o marcador comum no estudo atual, os pesquisadores criaram um ‘atlas de imunidade à vacinação’, uma compilação das leituras genômicas publicadas anteriormente do material molecular, incluindo genes de plasmablastos, produzidos quando o sistema imunológico de alguém é ativado por uma vacina específica. O professor Bali Pulendran destacou que esse é o conjunto de dados mais abrangente de respostas a vacinas.
“Este atlas molecular de imunidade à vacinação serve como uma espécie de registro de impressão digital imunológica para referência cruzada de quaisquer vacinas futuras que os cientistas desenvolverão para antecipar a imunidade dos pacientes que recebem a vacina”, disse o professor Pulendran.
Quando as pessoas são vacinadas, sua resposta imune segue um desdobramento clássico: o objeto estranho (antígeno) ativa os glóbulos brancos que produzem anticorpos e atacam os invasores (células B), bem como células que os destroem (células T), que então podem se transformar em células de memória, antes de desaparecer quando o sistema imunológico desarma o invasor.
Encontrar uma semelhança entre as vacinas dos participantes do estudo foi possível porque as respostas do sistema imunológico tendem a variar, mesmo que ligeiramente, de uma vacina para outra. Nossa reação imune inata é antiga e direta: barreiras, como a pele, impedem a entrada de objetos estranhos em nossos corpos. Mas leva cerca de sete dias para nossa resposta imune adaptativa – aquela com a qual estamos mais familiarizados, que inclui os anticorpos e memórias de patógenos que se deterioraram – para entrar em ação.
No estudo atual, os cientistas descobriram que os principais elementos da cascata imunológica induzida pela vacina dos participantes eram semelhantes em todas as vacinas, exceto em uma: febre amarela. A resposta imune da febre amarela seguiu o mesmo caminho que outras respostas vacinais, mas teve um atraso no momento em que os plasmablastos foram implantados. O professor Bali Pulendran disse que isso é provável porque é uma vacina viva que cria uma progressão lenta da resposta imune, da mesma forma que uma sinfonia progride ao adicionar um instrumento de cada vez após o levantamento da batuta do maestro.
Uma vez que os cientistas se ajustaram ao tempo, o algoritmo revelou o preditor da resposta de uma pessoa a praticamente qualquer vacina: a assinatura de plasmablastos, especificamente o M156.1, um módulo ou conjunto específico de genes expressos em plasmablastos.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Escola de Medicina da Universidade Stanford (em inglês).
Fonte: Emily Moskal, Escola de Medicina da Universidade Stanford.
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