SCTD, 18/04/2023
A plataforma de inteligência artificial tem a capacidade de projetar com eficiência vacinas baseadas em células T que oferecem ampla proteção. A plataforma também pode ser usada para desenvolver vacinas contra a gripe sazonal e outras vacinas.
Pesquisadores da Penn State se uniram à Evaxion Biotech em um estudo inovador que revela o potencial de uma vacina gerada por IA no fornecimento de imunidade contra futuras variantes do COVID-19. Ao contrário das vacinas COVID-19 atuais, que visam a proteína spike do vírus SARS-CoV-2 e são propensas a perder eficácia devido a mutações, esta vacina se concentra no desencadeamento de uma resposta de células T. Isso pode resultar em uma imunidade mais duradoura e servir de modelo para outras doenças virais sazonais, como a gripe. Este estudo marca a primeira vez que uma vacina gerada por AI foi testada e mostrou-se eficaz em um modelo de desafio viral vivo.
O estudo conduzido pelos pesquisadores da Penn State e da Evaxion Biotech testou a eficácia de uma vacina baseada em células T contra SARS-CoV-2 em camundongos. Os resultados mostraram uma notável taxa de sobrevivência de 87,5% entre os camundongos vacinados, em comparação com apenas 1 camundongo do grupo controle. Além disso, todos os camundongos sobreviventes que receberam a vacina eliminaram o vírus dentro de duas semanas após serem experimentados com uma dose letal de SARS-CoV-2.
As descobertas foram publicadas recentemente na revista Frontiers in Immunology.
“Até onde sabemos, este estudo é o primeiro a mostrar proteção in vivo [em um organismo vivo] contra COVID-19 grave por uma vacina de células T projetada por IA”, disse Girish Kirimanjeswara, professor associado de ciências veterinárias e biomédicas na Penn State. “Nossa vacina foi extremamente eficaz na prevenção de COVID-19 grave em camundongos e pode ser facilmente ampliada para começar a testá-la também em humanos. Esta pesquisa também abre caminho para o potencial design rápido de novas vacinas de células T contra doenças virais emergentes e sazonais, como a gripe”.
Por que precisamos de uma vacina COVID-19 baseada em células T quando as vacinas de mRNA que já estão em uso são tão eficazes?
Segundo Kirimanjeswara, a proteína spike do vírus SARS-CoV-2 está sob forte pressão de seleção, o que pode resultar em mutações que impulsionam o surgimento de novas variantes.
“Isso significa que os fabricantes de vacinas terão que continuar criando novas vacinas que visam novas variantes, e as pessoas precisam continuar recebendo essas novas vacinas”, disse ele.
Em vez de visar a proteína spike em constante mutação, a equipe da Evaxion Biotech projetou uma vacina que incluía 17 epítopos de várias proteínas do SARS-CoV-2 que são reconhecidas pelo sistema imunológico. Esses epítopos provocam uma resposta imune de uma ampla seleção de células T, garantindo uma cobertura sustentada de variantes futuras.
“O vírus teria que passar por muitas mutações para poder escapar dessa imunidade mediada por células T, então essa é uma vantagem”, disse Kirimanjeswara. “A segunda vantagem é que a imunidade mediada por células T geralmente é duradoura, então você não precisa de doses repetidas de reforço”.
Se as células T são tão boas em lembrar de agentes estranhos, por que as vacinas COVID-19 de primeira geração foram projetadas para obter respostas de anticorpos?
“É mais difícil e leva mais tempo produzir uma vacina baseada em células T do que uma baseada em anticorpos”, disse Kirimanjeswara. “Dada a urgência com que precisávamos ($) de uma vacina para enfrentar a pandemia de COVID-19, faz sentido que os fabricantes de vacinas tenham criado uma vacina baseada em anticorpos. Agora que a urgência passou, uma vacina baseada em células T de segunda geração pode ser mais eficaz e durar mais tempo”.
De acordo com o co-autor Anders Bundgaard Sørensen, diretor de projeto da Evaxion Biotech, outras empresas de biotecnologia estão desenvolvendo vacinas baseadas em células T, mas a vacina desta equipe usa vários tipos de inteligência artificial em uma plataforma chamada RAVEN (Rapidly Adaptive Viral rEspoNse) para prever alvos ideais para vacinas.
“O RAVEN é realmente adaptável”, disse Sørensen. “Não precisamos esperar a chegada de uma nova cepa de vírus para desenvolver uma vacina. Em vez disso, podemos prever o que será necessário com antecedência. Isso não é algo que os outros estão fazendo agora.”
Sørensen observou: “É muito mais fácil obter uma ampla cobertura com uma vacina de células T, pois podemos incluir vários epítopos direcionados a diferentes proteínas”.
Ele acrescentou que, além de produzir melhores vacinas contra a COVID-19, a plataforma RAVEN poderia ser usada para desenvolver melhores vacinas contra influenza.
“Muitas vezes, as vacinas contra influenza projetadas funcionam apenas 30 a 40% das vezes, então muitas pessoas acabam ficando doentes”, disse ele. “À medida que o mundo se torna cada vez mais integrado, esse problema se torna cada vez maior. Nossa plataforma usa IA para prever melhor o que será necessário.”
Sørensen observou que a Evaxion se beneficiou da parceria com Kirimanjeswara e seus colegas da Penn State por causa de sua profunda experiência em modelos animais de doenças infecciosas e porque a universidade abriga um laboratório BSL-3 no qual eles podem estudar com segurança o vírus SARS-CoV-2.
Ele disse: “Nossos resultados são uma prova do poder das parcerias indústria-universidade”.
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