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Pesquisa em camundongos oferece pistas para vacina contra bactérias mortais

Fonte

Universidade de Washington em St. Louis

Data

quinta-feira, 25 maio 2023 06:20

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Bacteriologia. Biologia. Biomedicina. Bioquímica. Biotecnologia. Desenvolvimento de Fármacos. Doenças Infecciosas. Engenharia Biológica. Farmacologia. Imunologia. Indústria Farmacêutica. Microbiologia. Química Medicinal. Saúde Pública. Vacinas.

A bactéria Klebsiella pneumoniae é uma causa comum de infecção do trato urinário, infecção da corrente sanguínea e pneumonia. Embora as infecções com a bactéria possam ser facilmente tratadas em alguns casos, a Klebsiella tem um outro lado perigoso: também é frequentemente resistente a antibióticos, tornando extraordinariamente difícil o tratamento em outros casos. Cerca de metade das pessoas infectadas com uma cepa hipervirulenta e resistente a medicamentos da bactéria morre.

Cientistas estão trabalhando em vacinas para a Klebsiella, mas o desenho ideal da vacina ainda é desconhecido. No entanto, um novo estudo em camundongos realizado por cientistas da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis e pela empresa Omniose, uma startup especializada na produção de vacinas, fornece dados críticos que podem ser a chave para o desenvolvimento de uma vacina eficaz contra a Klebsiella. As descobertas, publicadas na revista científica PLoS Pathogens, são mais um passo para controlar a superbactéria.

“Quando você pensa sobre as bactérias que podem ser resistentes a quase todos os antibióticos – as assustadoras superbactérias – muitas delas são cepas de Klebsiella”, disse o Dr. David A. Rosen, autor sênior do estudo e professor de Pediatria e de Microbiologia Molecular na Universidade de Washington. “Por muito tempo, a bactéria nem era um problema urgente. Mas agora é, devido a uma explosão de Klebsiella resistente a antibióticos. Nosso objetivo é diminuir o status de superbactéria da Klebsiella desenvolvendo uma vacina antes que cepas hipervirulentas ou resistentes adoeçam e matem ainda mais pessoas”.

Cepas hipervirulentas de Klebsiella se espalharam globalmente, muitas vezes causando infecções adquiridas na comunidade.

As infecções por Klebsiella ocorrem principalmente em unidades de saúde onde pacientes clinicamente vulneráveis estão imunocomprometidos, requerem longos ciclos de antibióticos para tratar outras condições, têm doenças crônicas ou são idosos ou recém-nascidos. “Mas agora estamos vendo o surgimento de cepas hipervirulentas perigosas o suficiente para causar doenças graves ou morte entre pessoas saudáveis”, disse o professor Rosen.

O mais preocupante para os cientistas são as cepas de Klebsiella impermeáveis aos carbapenêmicos, uma classe de antibióticos de amplo espectro usados para tratar as infecções bacterianas mais graves. Por esse motivo, a Organização Mundial da Saúde e os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA identificaram a Klebsiella resistente a carbapenem como uma ameaça urgente à saúde pública.

A bactéria em forma de bastonete é imóvel e, como doces com cobertura de chocolate, encapsulada em coberturas de açúcar. No novo estudo, os pesquisadores criaram duas vacinas experimentais baseadas em dois açúcares diferentes, ou polissacarídeos, na superfície da Klebsiella: os açúcares terminais do lipopolissacarídeo, chamados de antígeno O, e um polissacarídeo capsular, ou antígeno K. Como os açúcares por si só tendem a produzir respostas imunes fracas, os pesquisadores associaram cada um dos açúcares a uma proteína para aumentar a resposta imune, criando as chamadas vacinas conjugadas.

As vacinas conjugadas de açúcar e proteína têm se mostrado bem-sucedidas no combate a várias bactérias, incluindo Streptococcus pneumoniae, a causa mais comum de pneumonia. Historicamente, essa conexão entre o açúcar e a proteína transportadora foi alcançada usando química sintética em um tubo de ensaio; no entanto, as vacinas criadas para este estudo são chamadas de vacinas bioconjugadas, porque os pesquisadores conectaram o açúcar à proteína, tudo dentro de um sistema de bactérias modificadas.

Depois que as vacinas foram criadas, os pesquisadores testaram a capacidade das vacinas bioconjugadas experimentais de proteger camundongos de doenças causadas por Klebsiella.

“Acontece que a vacina em cápsula foi muito superior à vacina de antígeno O”, disse a Dra. Paeton Wantuch, primeira autora do estudo e pós-doutoranda no laboratório do professor David Rosen. “Os camundongos que receberam a vacina em cápsula tiveram uma probabilidade significativamente maior de sobreviver à infecção por Klebsiella nos pulmões ou na corrente sanguínea do que os camundongos que receberam a vacina do antígeno O”.

Ambas as vacinas provocaram altos níveis de anticorpos contra seus respectivos alvos. Mas os anticorpos contra o antígeno O simplesmente não foram tão eficazes quanto aqueles contra a cápsula. Em algumas cepas de Klebsiella, o antígeno O pode ser obscurecido por outros açúcares, de modo que os anticorpos que visam o antígeno O não podem fazer contato com seu alvo.

“Nossas descobertas sugerem que também podemos precisar incluir os antígenos baseados em cápsulas em formulações de vacinas desenvolvidas contra Klebsiella. Por isso é tão importante continuarmos estudando as interações anticorpo-antígeno nas diferentes cepas, com o objetivo de identificar em breve a composição vacinal ideal para ensaios clínicos. A necessidade nunca foi tão imperativa, especialmente porque as cepas hipervirulentas e resistentes a antibióticos de Klebsiella se tornam mais fortes, mais ousadas e mais perigosas para a saúde humana”, concluiu o Dr. David Rosen.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Washington em St. Louis (em inglês).

Fonte: Kristina Sauerwein, Universidade de Washington em St. Louis. Imagem: bactéria Klebsiella pneumoniae. Fonte: NIAID/NIH.

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