24 de outubro 2018, Miami

Evolução dabiotecnologia: o futuro na produçãode vacinas

Dra. Sherry LaytonPhD, Diretora de Biotecnologia

Vetanco / BVSience

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12:00 h

O desenvolvimento de vacinas novas para o controle efetivo dos patógenos e infecções no hospedeiro representa uma área crítica de pesquisa e desenvolvimento para poder reduzir o impacto das enfermidades nos animais destinados ao consumo humano, mais ainda com as crescentes restrições no uso profilático e terapêutico dos antibióticos.

Os recentes avanços na área da biotecnologia aumentaram dramaticamente o potencial das inovações científicas, permitindo a incorporação de novas tecnologias na forma de estratégias alternativas de controle de patógenos.

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Sistema gastrointestinal

Estratégias de controle de enfermidades e de vacinação

Uma das tecnologias mais inovadoras disponíveis é uma nova plataforma de vacinas que incorpora a sequência da subunidade/epítopo, comum para todos os sorotipos/sorovares de uma família específica de patógenos (amplo espectro), dentro de uma forma inativada de uma plataforma vacinal administrada por via oral, induzindo proteção contra a infeção e a enfermidade ao estimular a imunidade da mucosa.

As membranas mucosas constituem a principal via de entrada dos agentes patógenos e incluem as membranas do trato nasal, respiratório, gastrointestinal e geniturinário, assim como a conjuntiva ocular, o ouvido interno e os condutos de todas as glândulas exócrinas. Em seu conjunto, ocupam mais de 400 m2 em humanos -em comparação com só 2 m2 de pele- e atua como a primeira linha de defesa frente à infecção nos pontos de entrada para vários patógenos (Ogra et al., 2001).

O sistema gastrointestinal é o maior órgão linfático do organismo, estimando que alberga 70-80% das células produtoras de imunoglobulinas (Kaul, 1999).

80% dos linfócitos B ativados do organismo se localizam nos tecidos mucosos (Brandtzaeg et al., 1989). De fato, 95% dos patógenos que entram, o fazem através de uma mucosa; a única forma de contrair uma enfermidade por uma via diferente à mucosa é através de vetores que se alimentam de sangue, ou através de superfícies epiteliais danificadas.

Apesar deste papel tão importante, só um número reduzido de vacinas está especificamente dirigido a esta parte do sistema imunitário, apesar das fortes evidências de que uma firme resposta mucosa pode prevenir infeções sistêmicas (Ogra et al., 2001).

Até a presente data, os estudos convencionais sobre vacinas se concentraram na estimulação do sistema imunitário sistêmico para gerar uma imunidade que neutralize/ previna os organismos, uma vez que, colonizado o organismo, se multiplicam e passam ao ambiente sistêmico.

No entanto, a inibição da colonização e replicação dos patógenos diretamente na porta de entrada foi considerada como um aspeto secundário e não se prestou atenção suficiente.

Existem evidências que indicam que a vacinação mucosal pode induzir uma imunidade sistêmica e local, enquanto que a imunização sistêmica costuma falhar na hora de estimular uma forte imunidade mucosa (Valosky et al., 2005).

Além disso, o conceito de um sistema imunitário mucoso comum, prediz que a indução da imunidade na superfície de uma mucosa, como o intestino, pode induzir imunidade em outra superfície mucosa, como o pulmão (Cerkinksky et al., 1995), proporcionando uma conexão essencial para transferir imunidade através das membranas mucosas.

A imunidade mucosa poderia ser a chave para lutar contra infeções complexas nas quais a imunidade sistêmica e local são necessárias para evitar a propagação e transmissão da enfermidade infecciosa dentro de uma manada ou lote.

A discussão sobre as estratégias de controle de enfermidades e de vacinação não deveria se ater tão só à mudança da localização, onde a resposta imunitária primária ocorre no ponto inicial da interação entre hospedeiro e patógeno.

A percepção sobre o que se considera uma enfermidade infecciosa deve passar por uma mudança de paradigma também. O exemplo mais claro desta mudança de mentalidade é a ideia de que constituem exatamente as baterias comensais do microbioma da mucosa.

Podem se classificar como bactérias que realmente não danificam ao hospedeiro? Há ausência de manifestações clínicas ocasionadas por verdadeiros patógenos da mucosa (patobiontes)?

Talvez as bactérias residentes respondam diante de uma falha do sistema imunitário da mucosa? Uma resposta completa seria uma combinação das três opções anteriores, bem como um quarto componente adicional, já que existem bactérias que são realmente benéficas para o status sanitário do hospedeiro.

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Vetores vacinais

Desenvolvimento de novas tecnologiasUma questão adicional que merece uma reflexão em profundidade na hora de desenvolver novas tecnologias como ferramenta de controle de enfermidades é: estão se transformando, os animais/aves, em portadores assintomáticos, com respostas imunitárias modificadas, que favorecem a sobrevivência de patógenos em detrimento dos autobiontes que regulam e mantém o sistema imunitário do hospedeiro saudável e estável (Ivanov, 2013)?

As novas tecnologias vacinais criadas para controlar as enfermidades devem se concentrar em estimular uma resposta imunitária que seja mais benéfica para o hospedeiro que para o patógeno, mesmo que ele implique uma reprogramação ou uma mudança na forma como o hospedeiro responde a patógeno particular em nível geral e celular.

A vacinação tradicional, quer seja mediante vacinas inativadas ou vacinas vivas atenuadas, tem a deficiência adicional de que necessita ser abordada pelas novas tecnologias alternativas.

Historicamente, as vacinas tradicionais têm um alcance limitado, com pouca ou nula proteção cruzada entre sorotipos de patógenos relacionados geneticamente.

Em consequência, uma única cepa vacinal é utilizada para vacinar contra um sorotipo/ sorovar nas espécies hospedeiras. Para que possam se produzir avanços significativos na prevenção de enfermidades, o foco deve se transladar ao conceito mais progressista e inclusivo “One Health”, no qual a vacinação é voltada para famílias de patógenos em múltiplas espécies hospedeiras.

Uma possível solução é o uso de uma única proteína protetora conservada ou uma subunidade, que confira proteção contra todos os sorotipos/sorovares de uma família concreta de patógenos (bactéria, vírus e protozoários) em múltiplas espécies hospedeiras, veiculada por um vetor inerte.

Vários vetores vacinais surgiram até a data, todos eles com vantagens e limitações relativas, dependendo da aplicação proposta.

Bactérias, vírus e plantas representam três sistemas de vetores potenciais de administração oral para induzir imunidade mucosa e uma resposta imunitária protetora.

Bactérias da família de Bacillus, especificamente Bacillus subtilis, demonstraram uma alternativa promissora ao uso de bactérias patógenas como um vetor vacinal de administração oral, já que possuem uma atividade adjuvante intrínseca que potencializa a estimulação da imunidade mucosa específica do hospedeiro contra as subunidades vetorizadas.

Além disso, Bacillus subtilis tem propriedades probióticas, estimulando e potencializando a integridade gastrointestinal, necessária para um estado saudável do animal/ave. Igualmente, esta estratégia vacinal com uma unidade comum veiculada por um vetor inerte poderia limitar as reações vacinais produzidas quando a célula completa do patógeno (inativado, atenuado ou como vetor) é apresentada ao hospedeiro.

O objetivo final da produção animal intensiva é identificar e eliminar os patógenos antes que possam causar enfermidade. Hoje mais que nunca, as soluções multifatoriais às enfermidades devem ser abordadas, não só se centralizando em tratar os efeitos da enfermidade, mas sim, o mais importante, em prevenir a enfermidade.

Graças à biotecnologia, agora somos capazes de ter um melhor entendimento do que constitui uma enfermidade, como se vê influenciada a competência imunitária pelo patógeno e o hospedeiro, e as dinâmicas complexas associadas à interação hospedeiro-patógeno.

Toda a informação e descobertas importantes permitirão aos pesquisadores avançar com as novas tecnologias de vacinação, integrando o conceito de “One Health” como uma estratégia alternativa de controle de enfermidades.

Leia mais uma vez este texto e outros artigos da Dra. Sherry Layton no site do LPN CongressReferências: Disponíveis para quem as solicite

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