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Pesquisadores da USP e do Instituto Butantan descobrem técnica inovadora para produção de vacinas orais

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Pesquisadores do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) e do Instituto Butantan desenvolveram uma técnica que utilizou “cápsulas” de sílica para transportar de forma eficiente as moléculas da hepatite B.

O comportamento e características das “cápsulas”, que foram observadas e por meio de imagens em 3D, abrem um novo campo de estudo no ramo da produção de vacinas.

As vacinas injetáveis carregam consigo uma série de empecilhos devido ao uso de seringas descartáveis em grande escala, e também da maior necessidade de higienização dos ambientes, frente às possíveis reações no local de aplicação. Assim, a descoberta da equipe de pesquisadores pode facilitar a formulação de vacinas orais, buscando superar os problemas observados nas vacinas injetáveis.

Márcia Fantini, física da USP, que iniciou o projeto há cerca de 15 anos com o biólogo Osvaldo Sant’Anna, do Instituto Butantan, o objetivo principal é desenvolver métodos para que as vacinas orais sejam tão eficazes quanto as injetáveis e possam ser formuladas para muitas doenças mais.

“Nosso sonho é não ter mais vacinas injetáveis, só vacinas orais. Há muitos benefícios nisso. Pense, por exemplo, como é fácil dar uma vacina oral a uma criança. Hoje existem até vacinas sêxtuplas, mas são todas injetáveis”, afirma Márcia Fantini.

 

Vacinas orais: vantagens e limitações

Apesar das vantagens diante das vacinas injetáveis, uma das principais barreiras para disseminação ampla da vacina oral é a dificuldade de garantir que o antígeno – ou molécula que reage para desenvolver a imunização – chegue até onde será absorvido pelo corpo.

Assim, as cápsulas que protejam o antígeno são importantes para garantir a travessia pelo sistema gastrointestinal. Particularmente no caso das moléculas maiores, que se aglomeram demais dentro da cápsula, ou no caso de vacinas compostas contendo mais de um antígeno.

 No caso da partícula do antígeno da hepatite B, chamada HBsAg, o primeiro problema era frequente: além de muito grande para entrar nas cápsulas, também apresentava uma tendência à aglomeração.

A descoberta

A técnica desenvolvida pelo grupo de pesquisadores utiliza a sílica nanoestruturada SBA-15, um microscópico tubo de sílica, como “veículo”. A sílica utilizada possui 10 nanômetros de diâmetro e poros medindo 2 nanômetros. Além disso, há poros maiores entre eles, superiores a 50 nanômetros. A nova técnica possibilitaria também que a absorção eficaz dos antígenos aumentaria a resposta imunológica contra a doença.

Através do experimento em animais com a vacina contra hepatite B, foi possível concluir que a sílica nanoestruturada SBA-15 é uma forma viável e quando comparada à injeção, mostrou resposta imunológica mais eficiente.

Através de técnicas inovadoras, os pesquisadores conseguiram avaliar o comportamento do antígeno de hepatite B dentro da cápsula, o que ainda não havia sido observado anteriormente. Foram utilizadas técnicas de espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), a microscopia por transmissão de raios X com varredura (STXM), a tomografia com nêutrons e raios X. Tais técnicas possibilitou visualização de imagens completas em 3D.

A partir disto, os pesquisadores conseguiram caracterizar o comportamento das moléculas, além de como e porque a aglomeração acontecia, como reage ao pH, entre outros fatores importantes. Assim, os pesquisadores conseguiram obter uma otimização das condições de encapsulamento, abrindo um novo campo para aprimorar as vacinas. Se comprovada a eficácia em humanos, a nova técnica pode avançar para produção de vacinas orais, com menor custo, tornando mais viva a perspectiva de aumento de cobertura vacinal no país.

Esquerda: Equipamento de espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS-Xeuss)-GFCx-FEP. Direita: (a) Dados de SAXS obtidos no equipamento do IFUSP, (b) modelo em baixa resolução para o antígeno de Hepatite B (HbsAg), obtido pelos dados de SAXS. — Foto: Instituto de Física da USP

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