Vacinas contra a Zika concebidas para impedir a infeção fetal e o agravamento da dengue protegeram ratinhos, não macacos-rhesus

Dois modelos de vacina abordaram em conjunto a proteção e a segurança

Duas vacinas experimentais contra a Zika, MutB e MutC, protegeram ratinhos contra o vírus Zika após uma única imunização, impediram a transmissão de ratinhas grávidas para os fetos e produziram soro imunitário que não potenciou a infeção por nenhum dos quatro serótipos do vírus da dengue nas experiências relatadas. O estudo, publicado a 15 de julho de 2021 na Nature Immunology, abordou um problema difícil no desenvolvimento de vacinas: por vezes, os anticorpos contra um vírus podem agravar a infeção por um vírus relacionado.

É essencial distinguir esta conclusão de uma alegação sobre uma vacina de mRNA testada em macacos-rhesus. O estudo da MutB e da MutC utilizou vetores de adenovírus de chimpanzé, designados AdC7, e modelos de ratinho. Não foi um estudo de uma vacina de mRNA e não relatou experiências em macacos-rhesus. Os resultados apoiam uma abordagem para conceber antigénios mais seguros, mas não permitem concluir que uma vacina de mRNA tenha reduzido este risco em primatas ou em pessoas.

O Centro Chinês de Controlo e Prevenção de Doenças, no seu resumo de investigação de 2021, descreve como os investigadores alteraram três aminoácidos fundamentais da proteína do invólucro do vírus Zika. O objetivo era desviar a resposta imunitária de um alvo de anticorpos associado ao agravamento da dengue, mantendo os alvos que geram proteção contra a Zika.

A equipa incluiu Gao Fu, Dai Lianpan e Yan Jinghua, do Instituto de Microbiologia da Academia Chinesa de Ciências, como autores correspondentes. Dai, Xu Kun, da Universidade Médica de Hainan, e Li Jinhe, dos Institutos de Ciências da Vida de Pequim, foram os primeiros autores conjuntos. O artigo intitulava-se Vacinas contra a Zika protetoras, concebidas para eliminar o agravamento da infeção por dengue através de uma alteração da imunodominância.

Porque podem os anticorpos constituir um risco para a segurança

O agravamento dependente de anticorpos, ou ADE, ocorre quando os anticorpos se ligam a um vírus sem o neutralizarem eficazmente e facilitam a sua entrada em certas células imunitárias. Essas células têm recetores que reconhecem o anticorpo ligado ao vírus. Em vez de travar a infeção, essa interação pode aumentá-la nas células suscetíveis.

Esta preocupação é particularmente relevante para a Zika e a dengue, porque as proteínas de superfície dos dois vírus partilham alvos de anticorpos. Ambos podem também ser transmitidos por mosquitos Aedes aegypti, e as suas áreas de circulação sobrepõem-se. Por isso, uma vacina destinada a prevenir a Zika tem de ser avaliada quanto aos possíveis efeitos numa infeção posterior por dengue.

A revisão académica Vacinas contra o vírus Zika, publicada em 2018 e disponível através do PubMed Central, descreve um alerta prático relacionado com a Dengvaxia. As crianças sem infeção prévia por dengue que receberam essa vacina contra a dengue eram mais suscetíveis a complicações graves do que as crianças não vacinadas, o que levou à suspensão da sua utilização nas Filipinas. Essa experiência mostra por que razão o historial de infeção pode ser importante na avaliação da segurança das vacinas.

Isso não demonstra que todas as vacinas contra um flavivírus comportem o mesmo perigo. A febre amarela e a encefalite japonesa pertencem ao mesmo grupo alargado de vírus, mas as evidências aqui discutidas dizem respeito a respostas específicas de anticorpos, modelos de vacina e sequências de infeção. Tratar o ADE como um obstáculo universal a todas as vacinas desta família iria além dessas conclusões.

A sequência das infeções é importante

A revisão de 2018 distinguiu entre a imunidade à dengue seguida de uma infeção por Zika e a imunidade à Zika seguida de uma infeção por dengue. São situações biológicas diferentes, e os resultados de uma não podem explicar automaticamente a outra.

Na altura, as experiências em macacos-rhesus com imunidade prévia à dengue não tinham revelado um aumento da carga viral da Zika ou da doença após exposição ao vírus. As evidências preliminares em humanos também não indicavam doença mais grave por Zika em pessoas com imunidade existente à dengue. Na sequência inversa, porém, estudos em primatas não humanos tinham encontrado níveis virais e sinais inflamatórios mais elevados após exposição ao serótipo 2 da dengue em animais previamente infetados com Zika.

Em 2021, o resumo do Centro Chinês de Controlo e Prevenção de Doenças citou um estudo de coorte em humanos, publicado na Science em 2020, que concluiu que uma infeção prévia por Zika aumentava a gravidade de uma infeção posterior por dengue. Esta conclusão posterior reforçou a necessidade de avaliar a segurança em relação à dengue durante o desenvolvimento de vacinas contra a Zika. Por si só, não demonstrou que uma vacina específica contra a Zika causaria dengue grave.

Alterar o alvo sem danificar a proteína

Os investigadores concentraram-se no laço de fusão, uma região da proteína do invólucro do vírus Zika, também chamada proteína E. Um epítopo é uma parte específica de uma molécula reconhecida por um anticorpo. O laço de fusão contém um epítopo que pode atrair anticorpos capazes de se ligarem a vírus relacionados sem os neutralizarem de forma fiável.

Alterar simplesmente esta região pode criar outro problema. O laço de fusão é muito conservado entre vírus relacionados, o que significa que a sua sequência se manteve semelhante ao longo da evolução. Alterá-lo sem cuidado pode danificar a estrutura da proteína e reduzir a capacidade da vacina para estimular uma imunidade útil.

Em vez disso, a equipa substituiu a sequência do laço de fusão da Zika por uma sequência correspondente de um flavivírus evolutivamente distante, específico de insetos. Esta substituição alterou três aminoácidos importantes para a ligação dos anticorpos associados ao ADE. Em seguida, os investigadores testaram as proteínas modificadas com anticorpos protetores e anticorpos associados ao agravamento, procurando modelos que preservassem o reconhecimento desejável e eliminassem o indesejável.

Dois modelos selecionados, MutB e MutC, foram incorporados em vacinas AdC7. Um vetor de adenovírus é um veículo de administração que transporta instruções genéticas para um antigénio. Uma vacina de mRNA utiliza RNA mensageiro para transportar essas instruções. Ambas podem apresentar um antigénio concebido ao sistema imunitário, mas são plataformas de vacinação distintas. Os resultados obtidos com uma plataforma não demonstram o desempenho da outra.

O que aconteceu nas experiências com ratinhos

Após uma única imunização, tanto a MutB como a MutC protegeram os ratinhos de uma exposição experimental à Zika. O resumo do Centro Chinês de Controlo e Prevenção de Doenças refere que não foi detetado vírus nos tecidos-alvo examinados. Descreve a resposta como imunidade esterilizante, isto é, uma proteção suficientemente forte para impedir uma infeção detetável, em vez de apenas reduzir os sintomas.

Nas ratinhas grávidas, as vacinas também impediram a transmissão para os fetos. Não foi detetada carga viral nas placentas nem nos cérebros fetais examinados. Este foi um resultado central, dado que as consequências mais graves da Zika incluem microcefalia e outras malformações congénitas após uma infeção durante a gravidez.

Estes resultados devem ser interpretados no contexto experimental em que foram obtidos. A ausência de vírus detetável nos tecidos dos ratinhos examinados não prova que uma vacina vá prevenir todas as infeções fetais em humanos. O resumo não indica o número de animais, os limites de deteção detalhados nem a duração da proteção, dados que permitiriam avaliar melhor a dimensão e a persistência do efeito.

O resultado relativo à gravidez responde também a uma questão mais exigente do que saber se uma vacina reduz os níveis de vírus no sangue. A revisão de 2018 assinalou que algumas experiências anteriores com vacinas e anticorpos reduziram substancialmente a infeção, mas ainda deixaram RNA da Zika detetável em algumas placentas ou tecidos fetais. Proteger a mãe e impedir por completo a exposição do feto são resultados relacionados, mas não equivalentes.

Testes aos quatro serótipos da dengue

A equipa testou se o soro de animais vacinados podia agravar a infeção por dengue, recorrendo a experiências laboratoriais e em animais. A dengue tem quatro serótipos, formas distintas do vírus que têm de ser avaliadas separadamente nesta análise de segurança. Os resultados relatados para a MutB e a MutC abrangeram os quatro.

O soro dos animais que receberam as vacinas modificadas não revelou ADE da dengue nos testes descritos. As experiências de transferência de soro, em que o soro de animais vacinados era administrado a animais recetores, também não detetaram agravamento associado à MutB ou à MutC. Estas experiências ajudam a isolar o contributo dos anticorpos em circulação de outras componentes da resposta à vacina.

A comparação com a construção não modificada, ou de tipo selvagem, foi importante. O soro associado a essa construção agravou a doença e acelerou a morte nas experiências em animais. Este contraste apoia a ideia de que a conceção do antigénio alterou o comportamento da resposta dos anticorpos, em vez de simplesmente produzir uma vacina que protegia contra a Zika.

Não detetar ADE nas condições testadas não equivale a excluir a possibilidade de ADE em todas as condições. A concentração de anticorpos, as infeções anteriores e o intervalo desde a vacinação teriam de ser considerados em estudos posteriores. A revisão de 2018 apelou especificamente à medição cuidadosa dos anticorpos contra flavivírus já existentes em estudos com primatas e em ensaios clínicos.

Como mudou a resposta imunitária

Os investigadores procuraram perceber por que razão os modelos modificados se comportavam de forma diferente, sequenciando recetores de células B individuais de células específicas para o antigénio nos gânglios linfáticos dos ratinhos. As células B produzem anticorpos, e os seus recetores ajudam a revelar que partes de um antigénio dominam a resposta imunitária.

Com a vacina de tipo selvagem, mais de 60% dos recetores de células B analisados utilizavam três grupos de genes germinativos. Estes segmentos génicos herdados ajudam a formar as regiões de reconhecimento dos anticorpos. A MutB e a MutC produziram um padrão de utilização dos genes mais disperso, quebrando a concentração observada com o antigénio não modificado.

A equipa produziu depois anticorpos representativos dos grupos dominantes. Os induzidos pela vacina de tipo selvagem tinham como alvo o laço de fusão, ligavam-se aos quatro serótipos da dengue e apresentavam um ADE substancial. Os anticorpos dominantes induzidos pela MutB e pela MutC revelaram pouca ligação aos serótipos da dengue e nenhum ADE nos ensaios relatados.

A análise estrutural da MutC forneceu uma explicação física. A proteína modificada manteve a disposição em pares da proteína E, importante para o reconhecimento por anticorpos protetores. No laço de fusão alterado, as mudanças na forma molecular e na carga elétrica interferiram com a ligação dos anticorpos associados ao agravamento. Em conjunto, a análise dos recetores, os testes de anticorpos e o estudo estrutural explicam a alteração da imunodominância referida no título do artigo: a resposta desviou-se de um alvo anteriormente dominante.

Cronologia e limites das evidências

As conclusões inserem-se numa sequência de investigação que decorreu ao longo de vários anos. Manter estas datas separadas evita apresentar informações anteriores sobre ensaios clínicos ou resultados posteriores em ratinhos como uma nova descoberta de uma vacina testada em primatas.

• 2015 a 2016: A epidemia de Zika tornou-se uma emergência internacional de saúde pública, tendo os danos fetais sido uma preocupação central.
• A partir de 2016: A equipa de investigação chinesa estudou as estruturas da proteína E da Zika e os anticorpos protetores, lançando as bases para reformular o antigénio.
• 2018: A revisão académica descreveu ensaios de vacinas, estudos de proteção em animais e preocupações ainda por resolver sobre o agravamento da dengue e a proteção fetal.
• 2020: Um estudo de coorte em humanos, citado no resumo do Centro Chinês de Controlo e Prevenção de Doenças, associou uma infeção prévia por Zika a dengue posterior mais grave.
• 15 de julho de 2021: O estudo da MutB e da MutC foi publicado em linha na Nature Immunology.

A revisão de 2018 enumerava 13 ensaios de vacinas contra a Zika em curso, recorrendo a várias plataformas, incluindo vacinas de mRNA, de DNA e de vírus inativado. Esses números descrevem a situação à época, não o estado atual dos ensaios. Do mesmo modo, os relatos de 2021 afirmavam que ainda não tinha sido aprovada nenhuma vacina contra a Zika; não estabelecem a situação regulamentar atual.

Os resultados da MutB e da MutC não incluem dados de eficácia em humanos, dados de segurança durante a gravidez em pessoas nem um calendário de ensaios clínicos. Não é indicada qualquer audiência futura, decisão regulamentar ou data de início de ensaios. Uma avaliação adicional teria de abordar a duração da proteção, a exposição prévia à dengue, a proteção durante a gravidez e a possibilidade de a resposta dos anticorpos deixar de ser favorável à medida que a sua intensidade muda ao longo do tempo.

O avanço é, portanto, específico: uma alteração deliberada do antigénio preservou a proteção contra a Zika e eliminou o agravamento detetável da dengue nas experiências com ratinhos. Os resultados constituem evidência a favor de uma estratégia de conceção, mas deixam por resolver as etapas distintas da avaliação em primatas, dos ensaios clínicos e da análise regulamentar.

Principais conclusões

• A MutB e a MutC eram vacinas com vetor AdC7 testadas em ratinhos, não vacinas de mRNA testadas em macacos-rhesus.
• Uma única imunização protegeu os ratinhos contra a Zika e impediu a transmissão detetável para os tecidos fetais nas experiências relatadas.
• O soro imunitário não revelou ADE contra nenhum dos quatro serótipos da dengue nas condições testadas.
• O modelo alterou três aminoácidos fundamentais do laço de fusão da proteína E, preservando os alvos dos anticorpos protetores.
• As análises de células B e estruturais apoiaram um desvio dos anticorpos associados ao agravamento da dengue.
• O estudo foi publicado a 15 de julho de 2021 e não demonstrou segurança nem eficácia em humanos.