Os engenheiros do MIT desenvolveram um novo tipo de nanopartícula que pode fornecer vacinas para doenças como HIV e malária com segurança e eficácia.

As novas partículas, descrito na edição de 20 de fevereiro de Materiais da Natureza , consistem em esferas gordurosas concêntricas que podem carregar versões sintéticas de proteínas normalmente produzidas por vírus. Essas partículas sintéticas induzem uma forte resposta imunológica - comparável à produzida por vacinas de vírus vivos - mas devem ser muito mais seguras, diz Darrell Irvine, autor do artigo e professor associado de ciência e engenharia de materiais e engenharia biológica.

Essas partículas podem ajudar os cientistas a desenvolver vacinas contra o câncer e também contra doenças infecciosas. Em colaboração com cientistas do Instituto de Pesquisa do Exército Walter Reed, Irvine e seus alunos agora estão testando a capacidade das nanopartículas de entregar uma vacina experimental contra a malária em camundongos.

As vacinas protegem o corpo ao expô-lo a um agente infeccioso que estimula o sistema imunológico a responder rapidamente ao encontrar o patógeno novamente. Em muitos casos, como com as vacinas contra poliomielite e varíola, uma forma inativa ou desativada do vírus é usada. Outras vacinas, como a vacina contra difteria, consistem em uma versão sintética de uma proteína ou outra molécula normalmente produzida pelo patógeno.

Ao projetar uma vacina, os cientistas tentam provocar pelo menos um dos dois principais atores do corpo humano na resposta imunológica:células T, que atacam as células do corpo que foram infectadas com um patógeno; ou células B, que secretam anticorpos que têm como alvo vírus ou bactérias presentes no sangue e outros fluidos corporais.

Para doenças em que o patógeno tende a permanecer dentro das células, como HIV, uma forte resposta de um tipo de célula T conhecida como célula T “assassina” é necessária. A melhor maneira de provocar a ação dessas células é usar um vírus morto ou desativado, mas isso não pode ser feito com o HIV porque é difícil tornar o vírus inofensivo.

Para contornar o perigo de usar vírus ativos, os cientistas estão trabalhando em vacinas sintéticas para o HIV e outras infecções virais, como a hepatite B. No entanto, essas vacinas, enquanto mais seguro, não induzem uma resposta de células T muito forte. Recentemente, os cientistas tentaram envolver as vacinas em gotículas de gordura chamadas lipossomas, o que poderia ajudar a promover as respostas das células T ao empacotar a proteína em uma partícula semelhante a um vírus. Contudo, esses lipossomas têm pouca estabilidade no sangue e nos fluidos corporais.

Irvine, que é membro do David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research do MIT, decidiu desenvolver a abordagem do lipossoma, empacotando muitas das gotículas juntas em esferas concêntricas. Uma vez que os lipossomas são fundidos, paredes de lipossomas adjacentes são quimicamente "grampeadas" umas às outras, tornando a estrutura mais estável e menos propensa a quebrar muito rapidamente após a injeção. Contudo, uma vez que as nanopartículas são absorvidas por uma célula, eles se degradam rapidamente, liberar a vacina e provocar uma resposta das células T.

Em testes com ratos, Irvine e seus colegas usaram as nanopartículas para entregar uma proteína chamada ovalbumina, uma proteína de clara de ovo comumente usada em estudos de imunologia porque ferramentas bioquímicas estão disponíveis para rastrear a resposta imunológica a essa molécula. Eles descobriram que três imunizações de baixas doses da vacina produziram uma forte resposta de células T - após a imunização, até 30 por cento de todas as células T killer nos camundongos eram específicas para a proteína da vacina.

Essa é uma das respostas de células T mais fortes geradas por uma vacina de proteína, e comparável a vacinas virais fortes, mas sem as preocupações de segurança de vírus vivos, diz Irvine. Mais importante, as partículas também provocam uma forte resposta de anticorpos. Niren Murthy, professor associado do Georgia Institute of Technology, diz que as novas partículas representam "um avanço bastante grande, ”Embora ele diga que mais experimentos são necessários para mostrar que eles podem provocar uma resposta imunológica contra doenças humanas, em sujeitos humanos. “Definitivamente, há potencial suficiente para valer a pena explorá-lo com experimentos mais sofisticados e caros, ”Diz ele.

Além dos estudos de malária com cientistas da Walter Reed, Irvine também está trabalhando no desenvolvimento de nanopartículas para fornecer vacinas contra o câncer e contra o HIV. A tradução desta abordagem para o HIV está sendo feita em colaboração com colegas do Instituto Ragon do MIT, Harvard e Massachusetts General Hospital. O Instituto, que financiou este estudo junto com a Fundação Gates, Departamento de Defesa e Institutos Nacionais de Saúde, foi criada em 2009 com o objetivo de desenvolver uma vacina contra o HIV.