Vacinas de mRNA Covid-19 ganham Prêmio Nobel de Medicina 2023 | Revista Quanta

O Comitê Nobel concedeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2023 a Katalin Kariko e Drew Weissmann pelo seu trabalho pioneiro no desenvolvimento da tecnologia de vacinas mRNA, que tornou possível uma resposta vacinal oportuna à pandemia de Covid-19. As vacinas contra o vírus SARS-CoV-2 são creditadas por ajudarem a conter a propagação da pandemia e por pouparem entre 14.4 milhões e 19.8 milhões de vidas apenas no primeiro ano de uso; As vacinas de mRNA desempenharam um papel importante nessa conquista.

Durante décadas, cientistas de todo o mundo buscaram o uso do mRNA (RNA mensageiro) na medicina. As células usam naturalmente o mRNA, baseado no DNA genético, como instruções para a produção de proteínas. Os pesquisadores pretendiam desenvolver ferramentas para criar novas sequências de mRNA – aquelas que codificam proteínas virais, por exemplo – em laboratório, e depois introduzir essas moléculas de mRNA nas células. As células então traduziriam essas sequências de mRNA em proteínas virais, alertando assim o sistema imunológico para que montasse uma defesa contra o vírus. Com efeito, a vacina de mRNA transforma células em fábricas de proteínas virais como estratégia para combater os atacantes virais.

No entanto, as primeiras tentativas de utilizar ARNm para produzir uma resposta imunitária falharam porque as células reconheceram muito prontamente as moléculas de ARNm introduzidas como invasoras e destruíram-nas.

Em 2005, enquanto trabalhavam juntos na Universidade da Pensilvânia, Karikó e Weissman descoberto uma forma de ajustar ligeiramente a sequência de nucleotídeos das moléculas de mRNA para que elas pudessem passar despercebidas pela vigilância imunológica celular e evitar desencadear uma resposta inflamatória massiva. Eles passaram a aparecer em 2008 e 2010 que moléculas de mRNA modificadas poderiam produzir altos níveis de proteínas. Estas descobertas tornaram a tecnologia de mRNA utilizável para a criação de vacinas seguras e eficazes.

Em 15 anos, os métodos foram comprovados no cenário global. No início de 2021, apenas um ano após a primeira erupção da pandemia de Covid-19 em todo o mundo, várias empresas farmacêuticas tinham utilizado as ferramentas de mRNA de Karikó e Weissman para lançar vacinas contra o vírus. A pandemia serviu de prova de conceito para as vacinas e o seu sucesso ajudou a tirar o mundo da fase mais mortal da pandemia.

As descobertas de Karikó e Weissman “mudaram fundamentalmente a nossa compreensão de como o mRNA interage com o nosso sistema imunitário e tiveram um grande impacto na nossa sociedade durante a recente pandemia de Covid-19”, disse Rickard Sandberg, membro do Comité do Nobel, durante o anúncio desta manhã. As vacinas, tanto as variedades convencionais como as de mRNA, “salvaram milhões de vidas, preveniram a Covid-19 grave, reduziram o fardo geral da doença e permitiram que as sociedades se abrissem novamente”.

O que é mRNA?

O RNA mensageiro é uma cadeia única de código genético que a célula usa como instruções para produzir proteínas. Estas moléculas de ARNm são nativas das células e são partes essenciais das funções celulares diárias: são os mensageiros que transportam as sequências de ADN transcritas para fora do núcleo protegido e para o citoplasma da célula, onde podem ser traduzidas em proteínas pelas organelas chamadas ribossomas. Um ribossomo lê a fita, traduzindo agrupamentos de letras genéticas em sequências de aminoácidos. A longa cadeia de aminoácidos resultante então se dobra na proteína apropriada.

Como funcionam as vacinas mRNA Covid-19?

Os cientistas aprenderam a escrever códigos de mRNA para formar novas proteínas – incluindo proteínas que podem ajudar as células a reconhecer vírus que nunca viram. A tecnologia de mRNA desenvolvida pelos vencedores do Prémio Nobel utiliza a maquinaria de produção de proteínas das células, induzindo as células a produzir proteínas virais que estimulam o sistema imunitário a reconhecer um determinado vírus caso o encontrem mais tarde.

Quando contrabandeados para células dentro de cápsulas de nanopartículas lipídicas, os elementos de mRNA fornecem a receita para produzir a proteína “spike” do SARS-CoV-2, que é encontrada na superfície externa do vírus. As células então usam essas instruções para produzir a proteína spike como se tivessem sido infectadas pelo vírus real. É como uma rodada de prática de imunidade: o mRNA prepara o sistema imunológico para reconhecer uma proteína de pico real do SARS-CoV-2, de modo que, se uma pessoa for posteriormente exposta ao vírus, o sistema imunológico rapidamente “se lembrará” de como iniciar um ataque. resposta para combatê-lo.

Qual foi o avanço que levou ao sucesso das vacinas?

No início dos anos 2000, um grande obstáculo à tecnologia do mRNA era o facto de esta desencadear uma grande resposta inflamatória nas células. As células reconheceram o mRNA introduzido como material estranho e tentaram se livrar dele, colocando os sistemas de defesa celular em ação. Depois de perceberem que as células muitas vezes modificam o seu próprio mRNA nativo, Karikó e Weissman decidiram ver o que aconteceria se também ajustassem ligeiramente o código genético do mRNA que estavam introduzindo.

Numa descoberta inovadora publicada em 2005, relataram que a resposta inflamatória tinha praticamente desaparecido. Nos anos que se seguiram, eles mostraram que tais ajustes também poderiam aumentar bastante o número de proteínas que as células poderiam produzir com base na sequência de mRNA.

As vacinas de mRNA eram usadas para combater doenças antes da pandemia?

Várias empresas e investigadores testaram a promessa das vacinas de mRNA antes da pandemia para combater vírus como o Zika e o MERS-CoV, que é semelhante ao SARS-CoV-2. Mas nenhuma das vacinas tinha sido aprovada para uso público em 2020, quando eclodiu a pandemia de Covid-19. A implantação bem sucedida de vacinas mRNA durante a pandemia comprovou o conceito da tecnologia e tornou-se um trampolim para incentivar a sua utilização para prevenir ou tratar outras doenças.

Quais são os benefícios das vacinas de mRNA em relação às mais tradicionais?

A promessa das vacinas de mRNA é que elas podem ser desenvolvidas de forma fácil e rápida. Normalmente leva mais tempo – na escala de anos – para os cientistas criarem e testarem vacinas tradicionais, que muitas vezes são uma versão enfraquecida ou desnaturada de um vírus real. E mesmo depois de uma vacina tradicional ser desenvolvida, os cientistas têm de ultrapassar um segundo obstáculo – aprender como cultivar grandes volumes de vírus ou proteínas em laboratório – antes de poderem produzir a vacina na escala massiva necessária para imunizar milhões ou milhares de milhões de pessoas.

Em 2020, assim que os investigadores publicaram a estrutura e o código genético da proteína spike do SARS-CoV-2, os investigadores começaram a trabalhar. Em poucos meses, as gigantes farmacêuticas Pfizer e Moderna usaram a tecnologia de mRNA para desenvolver vacinas que imunizavam contra o vírus. Eles foram capazes de produzir rapidamente a vacina de mRNA em massa, conduzir ensaios clínicos para provar que as vacinas eram seguras e eficazes e, em seguida, administrar as primeiras injeções ao público na primavera de 2021. Isso foi possível porque as ferramentas de mRNA podem ser usadas para gerar uma ampla variedade de proteínas sem a necessidade de cultivar novos métodos para o cultivo de vírus em grande escala.

Como as vacinas de mRNA serão usadas agora?

Como Sandberg observou nas suas observações no anúncio do Prémio Nobel: “As vacinas de mRNA bem-sucedidas contra a Covid-19 tiveram um impacto tremendo no interesse em tecnologias baseadas em mRNA”. As tecnologias de mRNA estão agora a ser utilizadas para desenvolver sistemas terapêuticos de entrega de proteínas e tratamentos contra o cancro, bem como vacinas contra outras doenças infecciosas.