A aplicação de vacinas diretamente nos pulmões pode aumentar as respostas imunológicas a infecções respiratórias ou câncer de pulmão, concluiu o estudo.
Muitos vírus infectam seus hospedeiros por meio de superfícies mucosas, como o revestimento do trato respiratório. Os pesquisadores do MIT desenvolveram agora uma estratégia de vacinação que pode criar um exército de células T que estão prontas e esperando nessas superfícies, oferecendo uma resposta mais rápida aos invasores virais.
Os pesquisadores mostraram que poderiam induzir uma forte resposta das células T de memória nos pulmões de camundongos, dando-lhes uma vacina modificada para se ligar a uma proteína naturalmente presente no muco. Isso pode ajudar a transportar a vacina através das barreiras mucosas, como o revestimento dos pulmões.
“Neste artigo, focamos especificamente nas respostas das células T que seriam úteis contra vírus ou câncer, e nossa ideia era usar essa proteína, a albumina, como uma espécie de cavalo de Tróia para fazer a vacina atravessar a barreira da mucosa”, diz Darrell Irvine, o autor sênior do estudo, que é Underwood-Prescott Professor com nomeações nos departamentos de Engenharia Biológica e Ciência e Engenharia de Materiais; um diretor associado do Koch Institute for Integrative Cancer Research do MIT; e membro do Ragon Institute of MGH, MIT e Harvard.
Além de proteger contra patógenos que infectam os pulmões, esses tipos de vacinas inaladas também podem ser usados para tratar o câncer com metástase para os pulmões ou até mesmo prevenir o desenvolvimento do câncer em primeiro lugar, dizem os pesquisadores.
A ex-pós-doutoranda do MIT Kavya Rakhra é a principal autora do estudo, que aparece hoje na Science Immunology . Outros autores incluem os associados técnicos Wuhbet Abraham e Na Li, o pós-doutorado Chensu Wang, a ex-estudante Kelly Moynihan PhD ’17 e os ex-técnicos de pesquisa Nathan Donahue e Alexis Baldeon.
Resposta local
A maioria das vacinas é administrada por injeção no tecido muscular. No entanto, a maioria das infecções virais ocorre em superfícies mucosas, como pulmões e trato respiratório superior, trato reprodutivo ou gastrointestinal. Criar uma linha de defesa forte nesses locais pode ajudar o corpo a evitar infecções de maneira mais eficaz, diz Irvine.
“Em alguns casos, as vacinas administradas no músculo podem provocar imunidade nas superfícies da mucosa, mas há um princípio geral de que se você vacinar através da superfície da mucosa, você tende a obter uma proteção mais forte naquele local”, diz Irvine. “Infelizmente, ainda não temos grandes tecnologias para montar respostas imunológicas que protejam especificamente essas superfícies mucosas.”
Há uma vacina nasal aprovada para a gripe e uma vacina oral para a febre tifóide, mas ambas consistem em vírus vivos atenuados, que são mais capazes de atravessar as barreiras da mucosa. O laboratório de Irvine queria buscar uma alternativa: vacinas de peptídeos, que têm um perfil de segurança melhor e são mais fáceis de fabricar, mas são mais difíceis de atravessar as barreiras mucosas.
Para tentar tornar as vacinas peptídicas mais fáceis de administrar aos pulmões, os pesquisadores recorreram a uma abordagem que exploraram pela primeira vez em um estudo de 2014 . Nesse artigo, Irvine e seus colegas descobriram que anexar vacinas de peptídeos a proteínas de albumina, encontradas na corrente sanguínea, ajudava os peptídeos a se acumularem nos gânglios linfáticos, onde poderiam ativar uma forte resposta das células T.
Essas vacinas foram administradas por injeção, como a maioria das vacinas tradicionais. Em seu novo estudo, os pesquisadores investigaram se a albumina também poderia ajudar as vacinas de peptídeos a atravessar as barreiras da mucosa, como as que cercam os pulmões. Uma das funções da albumina é ajudar a manter a pressão osmótica nos pulmões e pode passar facilmente pelo tecido epitelial que circunda os pulmões.
Para testar essa ideia, os pesquisadores anexaram uma cauda lipídica de ligação à albumina a uma vacina peptídica contra o vírus vaccinia. A vacina também incluiu um adjuvante comumente usado chamado CpG, que ajuda a provocar uma resposta imunológica mais forte.
A vacina foi administrada por via intratraqueal, o que simula a exposição por inalação. Os pesquisadores descobriram que esse tipo de entrega gerou um aumento de 25 vezes nas células T de memória nos pulmões de camundongos, em comparação com a injeção da vacina modificada com albumina em um local muscular longe dos pulmões. Eles também mostraram que quando os camundongos foram expostos ao vírus vaccinia meses depois, a vacina intramuscular não ofereceu proteção, enquanto todos os animais que receberam a vacina por via intratraqueal estavam protegidos.
Tumores direcionados
Os pesquisadores também testaram uma vacina contra o câncer de mucosa. Nesse caso, eles usaram um peptídeo encontrado em células de melanoma para imunizar camundongos. Quando os camundongos vacinados foram expostos a células de melanoma metastático, as células T nos pulmões foram capazes de eliminá-las. Os pesquisadores também mostraram que a vacina pode ajudar a reduzir os tumores pulmonares existentes.
Esse tipo de resposta local poderia possibilitar o desenvolvimento de vacinas que evitassem a formação de tumores em órgãos específicos, por meio do direcionamento a antígenos comumente encontrados em células tumorais.
“Tanto nos experimentos com vírus quanto com tumor, estamos aproveitando a ideia de que, como outras pessoas mostraram, essas células T de memória se instalam nos pulmões e estão esperando bem ali na barreira. Assim que uma célula tumoral aparece, ou assim que um vírus infecta a célula-alvo, as células T podem eliminá-la imediatamente ”, diz Irvine.
Esta estratégia também pode ser útil para a criação de vacinas mucosas contra outros vírus, como HIV, influenza ou SAR-CoV-2, diz Irvine. Seu laboratório agora está usando a mesma abordagem para criar uma vacina que provoca uma forte resposta de anticorpos nos pulmões, usando o SARS-CoV-2 como alvo.
A pesquisa foi financiada pelo Bridge Project do Koch Institute e do Dana-Farber / Harvard Cancer Center; o Marble Center for Cancer Nanomedicine; o Ragon Institute of MGH, MIT e Harvard; e os Institutos Nacionais de Saúde.
