Vacinas contra a zika desenvolvidas em laboratório impediram infecção fetal e potencialização da dengue em camundongos, não em macacos rhesus

Dois projetos de vacina combinaram proteção e segurança

Duas vacinas experimentais contra a zika, MutB e MutC, protegeram camundongos contra o vírus da zika após uma única imunização, impediram a transmissão de fêmeas grávidas para os fetos e produziram soro imune que não potencializou a infecção por nenhum dos quatro sorotipos do vírus da dengue nos experimentos relatados. O estudo, publicado em 15 de julho de 2021 na Nature Immunology, abordou um problema difícil no desenvolvimento de vacinas: anticorpos contra um vírus podem, às vezes, agravar a infecção por um vírus relacionado.

É essencial distinguir esse resultado de uma afirmação sobre uma vacina de mRNA em macacos rhesus. O estudo de MutB e MutC usou vetores de adenovírus de chimpanzé, denominados AdC7, e modelos murinos. Não foi um estudo de vacina de mRNA e não relatou experimentos com macacos rhesus. Os resultados respaldam uma abordagem para desenvolver antígenos mais seguros, mas não permitem concluir que uma vacina de mRNA tenha reduzido esse risco em primatas ou pessoas.

Em seu resumo de pesquisa de 2021, o Centro Chinês de Controle e Prevenção de Doenças descreve como os pesquisadores alteraram três aminoácidos importantes na proteína do envelope do vírus da zika. O objetivo era desviar a resposta imune de um alvo de anticorpos associado à potencialização da dengue, preservando os alvos que geram proteção contra a zika.

A equipe teve Gao Fu, Dai Lianpan e Yan Jinghua, do Instituto de Microbiologia da Academia Chinesa de Ciências, como autores correspondentes. Dai, Xu Kun, da Universidade Médica de Hainan, e Li Jinhe, dos Institutos de Ciências da Vida de Pequim, foram os primeiros autores conjuntos. O artigo foi intitulado Vacinas protetoras contra a zika desenvolvidas para eliminar a potencialização da infecção por dengue por meio da mudança de imunodominância.

Por que os anticorpos podem representar um risco à segurança

A potencialização dependente de anticorpos, ou ADE, ocorre quando anticorpos se ligam a um vírus sem neutralizá-lo de forma eficaz e ajudam o vírus a entrar em determinadas células imunes. Essas células têm receptores que reconhecem o anticorpo ligado ao vírus. Em vez de impedir a infecção, essa interação pode aumentá-la em células suscetíveis.

Essa preocupação é especialmente relevante para zika e dengue porque as proteínas de superfície dos dois vírus compartilham alvos de anticorpos. Ambos também podem ser transmitidos pelo mosquito Aedes aegypti, e suas áreas de circulação se sobrepõem. Por isso, uma vacina destinada a prevenir a zika precisa ser avaliada quanto aos possíveis efeitos sobre uma infecção posterior por dengue.

A revisão acadêmica Vacinas contra o vírus da zika, publicada em 2018 e disponível no PubMed Central, descreve um alerta prático relacionado à Dengvaxia. Crianças sem infecção prévia por dengue que receberam essa vacina contra a doença ficaram mais suscetíveis a complicações graves do que crianças não vacinadas, o que levou à suspensão de seu uso nas Filipinas. Essa experiência mostra por que o histórico de infecções pode ser importante na avaliação da segurança de uma vacina.

Isso não comprova que toda vacina contra um flavivírus apresente o mesmo risco. A febre amarela e a encefalite japonesa pertencem ao mesmo grupo mais amplo de vírus, mas as evidências discutidas aqui dizem respeito a respostas específicas de anticorpos, projetos de vacina e sequências de infecção. Tratar a ADE como uma barreira universal para todas as vacinas dessa família extrapolaria os resultados.

A sequência das infecções é importante

A revisão de 2018 distinguiu entre a imunidade contra a dengue seguida de infecção por zika e a imunidade contra a zika seguida de infecção por dengue. São situações biológicas diferentes, e os resultados de uma não podem explicar automaticamente a outra.

Naquele momento, experimentos com macacos rhesus que tinham imunidade prévia contra dengue não haviam demonstrado aumento da carga viral da zika nem agravamento da doença após a exposição ao vírus. Evidências humanas preliminares também não indicavam que a zika fosse mais grave em pessoas com imunidade preexistente contra dengue. Na sequência inversa, porém, estudos com primatas não humanos haviam constatado níveis virais e sinais inflamatórios mais elevados após a exposição ao sorotipo 2 da dengue em animais previamente infectados com zika.

Em 2021, o resumo do Centro Chinês de Controle e Prevenção de Doenças citou um estudo de coorte com participantes humanos, publicado na Science em 2020, que constatou que uma infecção prévia por zika aumentava a gravidade de uma infecção posterior por dengue. Esse resultado reforçou a necessidade de investigar a segurança em relação à dengue durante o desenvolvimento de vacinas contra a zika. Por si só, porém, não demonstrou que uma vacina específica contra a zika causaria dengue grave.

Alterar o alvo sem danificar a proteína

Os pesquisadores se concentraram no loop de fusão, uma região da proteína do envelope do vírus da zika, também chamada proteína E. Epítopo é uma parte específica de uma molécula reconhecida por um anticorpo. O loop de fusão contém um epítopo que pode atrair anticorpos capazes de se ligar a vírus relacionados sem neutralizá-los de forma confiável.

Uma alteração simples nessa região pode criar outro problema. O loop de fusão é altamente conservado entre vírus relacionados, ou seja, sua sequência permaneceu semelhante ao longo da evolução. Alterá-lo sem cuidado pode danificar a estrutura da proteína e reduzir a capacidade da vacina de estimular uma imunidade útil.

Em vez disso, a equipe substituiu a sequência do loop de fusão da zika por uma sequência correspondente de um flavivírus evolutivamente distante e específico de insetos. Essa substituição alterou três aminoácidos importantes para a ligação de anticorpos associados à ADE. Em seguida, os pesquisadores testaram as proteínas modificadas com anticorpos protetores e anticorpos associados à potencialização, buscando projetos que preservassem o reconhecimento desejável e eliminassem o indesejável.

Dois projetos selecionados, MutB e MutC, foram incorporados a vacinas com vetor AdC7. Um vetor de adenovírus é um veículo de entrega usado para transportar instruções genéticas de um antígeno. Uma vacina de mRNA usa RNA mensageiro para entregar essas instruções. Ambos podem apresentar um antígeno desenvolvido ao sistema imune, mas são plataformas de vacina distintas. Os resultados de uma plataforma não comprovam o desempenho da outra.

O que ocorreu nos experimentos com camundongos

Após uma única imunização, tanto MutB quanto MutC protegeram camundongos contra a exposição experimental à zika. O resumo do Centro Chinês de Controle e Prevenção de Doenças informa que o vírus não foi detectado nos tecidos-alvo examinados. O texto descreve a resposta como imunidade esterilizante, isto é, uma proteção forte o bastante para impedir uma infecção detectável, em vez de apenas reduzir os sintomas.

Em fêmeas grávidas, as vacinas também impediram a transmissão para os fetos. Não foi detectada carga viral nas placentas nem nos cérebros fetais examinados. Esse foi um resultado central, pois entre as consequências mais graves da zika estão a microcefalia e outros defeitos congênitos decorrentes da infecção durante a gravidez.

Esses resultados devem ser interpretados dentro do contexto experimental. A ausência de vírus detectável nos tecidos testados de camundongos não prova que uma vacina vá prevenir todas as infecções fetais em seres humanos. O resumo não informa o número de animais, os limites detalhados de detecção nem a duração da proteção, dados necessários para uma avaliação mais completa da magnitude e da persistência do efeito.

O resultado sobre a gravidez também responde a uma questão mais exigente do que saber se a vacina reduz os níveis de vírus no sangue. A revisão de 2018 observou que alguns experimentos anteriores com vacinas e anticorpos reduziram substancialmente a infecção, mas ainda deixaram RNA da zika detectável em algumas placentas ou tecidos fetais. Proteger a mãe e impedir por completo a exposição fetal são resultados relacionados, mas não equivalentes.

Testes com os quatro sorotipos da dengue

A equipe testou se o soro de animais vacinados poderia potencializar a infecção por dengue, usando experimentos tanto em laboratório quanto em animais. A dengue tem quatro sorotipos, formas distintas do vírus que precisam ser avaliadas separadamente nessa análise de segurança. Os resultados relatados para MutB e MutC abrangeram os quatro.

O soro de animais que receberam as vacinas modificadas não apresentou ADE para dengue nos testes descritos. Experimentos de transferência de soro, nos quais o soro de animais vacinados foi administrado a animais receptores, também não detectaram potencialização associada a MutB ou MutC. Esses experimentos ajudam a isolar a contribuição dos anticorpos circulantes em relação às outras partes da resposta à vacina.

A comparação com a construção não modificada, ou do tipo selvagem, foi importante. O soro associado a essa construção agravou a doença e acelerou a morte nos experimentos com animais. O contraste reforça a ideia de que o projeto do antígeno alterou o comportamento da resposta de anticorpos, em vez de simplesmente produzir uma vacina protetora contra a zika.

Não detectar ADE nas condições testadas não equivale a provar que ela seja impossível em todas as condições. A concentração de anticorpos, infecções anteriores e o intervalo desde a vacinação precisariam ser considerados em estudos posteriores. A revisão de 2018 recomendou especificamente medir com cuidado a presença de anticorpos contra flavivírus em primatas e participantes de ensaios clínicos.

Como a resposta imune mudou

Os pesquisadores investigaram por que as versões modificadas se comportavam de maneira diferente ao sequenciar receptores de células B individuais, obtidos de células específicas para o antígeno nos linfonodos de camundongos. As células B produzem anticorpos, e seus receptores ajudam a identificar quais partes de um antígeno dominam a resposta imune.

Com a vacina do tipo selvagem, mais de 60% dos receptores de células B analisados usavam três grupos de genes germinativos. Esses segmentos genéticos herdados ajudam a construir as regiões de reconhecimento dos anticorpos. MutB e MutC produziram um padrão mais disperso de uso dos genes, rompendo a concentração observada com o antígeno não modificado.

Em seguida, a equipe produziu anticorpos representativos dos grupos dominantes. Os induzidos pela vacina do tipo selvagem tinham como alvo o loop de fusão, ligavam-se aos quatro sorotipos da dengue e apresentavam ADE substancial. Os anticorpos dominantes induzidos por MutB e MutC apresentaram pouca ligação aos sorotipos da dengue e nenhuma ADE nos ensaios relatados.

A análise estrutural de MutC ofereceu uma explicação física. A proteína modificada manteve o arranjo pareado da proteína E, importante para o reconhecimento por anticorpos protetores. No loop de fusão alterado, mudanças na forma molecular e na carga elétrica interferiram na ligação dos anticorpos associados à potencialização. Em conjunto, a análise dos receptores, os testes com anticorpos e o estudo estrutural explicam a mudança de imunodominância mencionada no título do artigo: a resposta se afastou de um alvo antes dominante.

Uma cronologia e os limites das evidências

Os resultados fazem parte de uma sequência de pesquisas que se estendeu por vários anos. Manter essas datas distintas evita que informações anteriores sobre ensaios clínicos ou resultados posteriores em camundongos sejam apresentados como uma nova descoberta sobre vacinas em primatas.

• 2015 a 2016: A epidemia de zika se tornou uma emergência internacional de saúde pública, com lesões fetais entre as principais preocupações.
• A partir de 2016: A equipe chinesa estudou as estruturas da proteína E da zika e os anticorpos protetores, estabelecendo as bases para o redesenho do antígeno.
• 2018: A revisão acadêmica descreveu ensaios de vacinas, estudos de proteção em animais e preocupações ainda não resolvidas sobre a potencialização da dengue e a proteção fetal.
• 2020: Um estudo de coorte com participantes humanos, citado no resumo do Centro Chinês de Controle e Prevenção de Doenças, relacionou uma infecção prévia por zika a casos mais graves de dengue posteriores.
• 15 de julho de 2021: O estudo de MutB e MutC foi publicado on-line na Nature Immunology.

A revisão de 2018 listou 13 ensaios de vacinas contra a zika em andamento, em diferentes plataformas, incluindo vacinas de mRNA, DNA e vírus inativado. Esses números descrevem o cenário daquele período, não a situação atual dos ensaios. Da mesma forma, os relatos de 2021 afirmavam que nenhuma vacina contra a zika havia sido aprovada até então; eles não estabelecem a situação regulatória atual.

Os resultados de MutB e MutC não apresentam dados de eficácia em seres humanos, dados de segurança durante a gravidez em pessoas nem um cronograma de testes clínicos. Não foi especificada nenhuma audiência futura, decisão regulatória ou data de início de ensaio. Avaliações adicionais precisariam considerar a duração da proteção, a exposição prévia à dengue, a proteção durante a gravidez e se a resposta de anticorpos continua favorável à medida que sua intensidade muda ao longo do tempo.

O avanço é específico: uma alteração deliberada no antígeno preservou a proteção contra a zika e eliminou a potencialização detectável da dengue nos experimentos com camundongos. O estudo oferece evidências para uma estratégia de desenvolvimento, mas deixa em aberto as etapas distintas de avaliação em primatas, testes clínicos e análise regulatória.

Pontos principais

• MutB e MutC eram vacinas com vetor AdC7 testadas em camundongos, não vacinas de mRNA testadas em macacos rhesus.
• Uma única imunização protegeu os camundongos contra a zika e impediu a transmissão detectável para tecidos fetais nos experimentos relatados.
• O soro imune não apresentou ADE contra nenhum dos quatro sorotipos da dengue nas condições testadas.
• O projeto alterou três aminoácidos importantes no loop de fusão da proteína E, preservando os alvos de anticorpos protetores.
• Análises de células B e da estrutura da proteína respaldaram uma mudança para longe dos anticorpos associados à potencialização da dengue.
• O estudo foi publicado em 15 de julho de 2021 e não comprovou segurança ou eficácia em seres humanos.