Uso da sílica na fabricação de novas vacinas abre portas para imunização por via oral contra hepatite B

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As vacinas por via oral, tem como objetivo fazer com que o composto ocasionador de resposta à doença— o antígeno—  sobreviva a passagem pelo estômago e chegue a ser absorvido no intestino. Diante deste desafio, implementou-se a técnica dos adjuvantes, insumos microscópicos que têm como papel proteger os antígenos no seu trajeto até sua incorporação pelo organismo.

O composto químico dióxido de silício, também conhecido como sílica, é um destes materiais capazes de realizar esta função. Valendo-se de uma técnica complexa com a cooperação do Instituto de Física (IF) da USP, vacinas produzidas e testadas pelo Instituto Butantan contém sílica empregada em suas formulações.
O método foi patenteado e mais recentemente foi aplicado em uma vacina oral contra hepatite B— método de imunização que existia apenas na forma injetável até agora. A vacina passará por testes e avaliações após pesquisas descobrirem o potencial de proteção fornecido pela estrutura da sílica a seus antígenos.

Esses estudos sobre o potencial da sílica tiveram seu começo 15 anos atrás, em 2004, com a junção de mentes entre a professora Márcia Fantini, do IF, que pesquisa caracterização de materiais, com o pesquisador Osvaldo Sant’Anna, do Instituto Butantan.

“Nas vacinas administradas por via oral, o desafio é fazer o antígeno, substância que gera a resposta imune à doença, chegar ao intestino, onde será absorvido pelo organismo, sem ser destruído pelo suco gástrico ao passar pelo estômago. Como a estrutura da sílica possui poros, ou seja, espaços vazios, surgiu a ideia de pesquisar se estes espaços poderiam servir como veículo protetor (adjuvante) dos antígenos da vacina.”— explica a professora Fantini.

A pesquisa no Instituto Butantan, percebeu que a sílica não protege apenas o antígeno— ela também estimula o sistema imunológico, o que aumenta o poder da vacina. Simultaneamente, no IF, uma formulação de sílica capaz de receber o antígeno foi concebida.

“Para fazer o ‘molde’ da sílica, é usado um polímero, imerso em uma solução ácida. O polímero, ao mesmo tempo, atrai e repele a água, o que forma uma estrutura em forma de micelas”—esclareceu a professora. Essa micelas apresentam uma “cabeça” com maior afinidade a água e uma “cauda” com aversão a água.

“Ao polímero é adicionada uma fonte de silício—a pesquisa utilizou um produto químico conhecido por tetra-etil orto-silicato— que se agrupa ao redor das micelas organizadas, e a solução é levada para uma autoclave. Removida da autoclave e lavada, a estrutura formada é seca e aquecida, eliminando o polímero e deixando apenas a sílica, que tem uma estrutura tubular em forma de colmeia com poros, que são vazios onde os antígenos poderão ser encapsulados”— Márcia Fantini.

O Instituto de Química da USP e o laboratório Farmacêutico Cristália contribuiram para a elaboração da sílica como adjuvante de vacinas, posteriormente patenteou-se o procedimento.

“Inicialmente, ela foi testada em formulações injetáveis, para facilitar a absorção, com a proteína intimina beta, relacionada à absorção no intestino da Escherichia Coli, bactéria causadora de diarreia infantil, e proteínas de veneno de cobra. Depois foi criada a vacina oral para hepatite B, e no momento são pesquisadas as de difteria e tétano. No futuro, a intenção é criar uma vacina tríplice oral para essas três doenças”— Conta a professora Fantini.

As vacinas para hepatite B disponíveis atualmente são todas injetáveis, e os estudos sobre elas necessitaram do uso de técnicas mais modernas para observar e identificar com exatidão o posicionamento do antígeno dentro da estrutura da sílica.

“A estrutura do material é similar à de uma colmeia, formada por um conjunto de nanotubos com poros, ou seja, vazios por dentro”— clarifica Márcia— “Medir o diâmetro desses poros é importante para saber se há espaço para acomodar os antígenos.”

“A técnica de produção da sílica permite obter poros maiores (mesoporos), com 20 ou 30 nm. O material ainda possui microporos, menores que 2 nm, e macroporos, maiores que 50 nm. O antígeno da vacina da hepatite B é maior que 10 nm, e não se tinha ideia de como ele estava envolvido dentro da sílica.”—Acrescenta a professora.

Em casos como da vacina contra difteria, o antígeno é diminuto o suficiente para acomodar-se no interior dos mesoporos da sílica, apresentando um diâmetro médio em torno de 10 nanômetros.

Técnicas avançadas para caracterização de materiais— como microscopia eletrônica de transmissão com varredura, espectroscopia de absorção de raios X, imageamento por contraste de fase por raios X e tomografia de nêutrons— foram aplicadas para revelar a verdadeira localização do antígeno, que não se encontravam no interior dos nanotubos de sílica e sim, fora deles.

“Na verdade, o antígeno fica encapsulado no espaço entre os nanotubos, o que sob certas condições especiais de preparação também garante a proteção na passagem pelo estômago”—acresceu, de forma esclarecedora, a professora.

As experiências que permitiram a observação do antígeno foram concretizadas pelo pesquisador Martin Rasmussen, que durante seu mestrado estagiou no IF, supervisionado por Heloísa Bordallo, do Instituto de Niels Bohr, da Universidade de Copenhagen. Os experimentos foram realizados com o uso de equipamentos instalados em laboratórios na Alemanha, Suíça e França.

“A sílica também facilita o armazenamento das vacinas, pois exige uma temperatura de refrigeração em torno de 4 graus Celsius (oC) em pH neutro. Agora, a vacina contra hepatite B será submetida a testes clínicos. No futuro, o desenvolvimento dos adjuvantes poderá levar à aplicação de vacinas exclusivamente por via oral”— concluiu Márcia.

Um artigo da revista Scientific Reports veiculou a descoberta, sendo publicado no dia 15 de abril.

Fonte: UOL.

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