Inovações no Desenvolvimento de Vacinas Focadas em Infecções Bacterianas

As vacinas ajudam nosso corpo a criar Anticorpos, que são super importantes para combater vírus e bactérias. Esses anticorpos vêm das Células B, um tipo de célula do sistema imunológico, que aprendem a reconhecer partes dos germes chamadas antígenos. Uma área específica do sistema imunológico, conhecida como centro germinativo, é crucial para treinar as células B a criar respostas fortes e duradouras. Os centros germinativos ajudam o sistema imunológico a produzir anticorpos de alta qualidade e a formar uma memória, permitindo que ele responda mais rápido e de forma mais eficaz se encontrarmos o mesmo germe de novo no futuro.

Quando tomamos vacinas ou ficamos infectados, os níveis de anticorpos no nosso corpo podem diminuir com o tempo. Mas isso nem sempre significa que a capacidade desses anticorpos de funcionar também é reduzida. Na verdade, às vezes a eficácia deles pode até melhorar com o tempo. Por exemplo, quando nosso corpo combate bactérias Gram-negativas, os anticorpos que atacam a superfície dessas bactérias são chave para a proteção. A maioria das vacinas para humanos mira esses antígenos de superfície ou secretados.

Para as bactérias que não têm uma camada protetora chamada polissacarídeo capsular, uma parte específica de uma molécula chamada LPS (lipopolissacarídeo) se torna importante. Essa parte, conhecida como O-antígeno, é crítica para criar anticorpos que oferecem proteção contra tipos específicos de bactérias. Mas cada tipo de O-antígeno é único, e os anticorpos contra um tipo nem sempre protegem contra bactérias com um tipo diferente de O-antígeno.

Um estudo interessante explorou como a infecção com diferentes tipos de bactérias Salmonella mostrou que há uma proteção limitada entre dois tipos específicos, Salmonella Typhimurium e Salmonella Enteritidis, mesmo que compartilhem alguns blocos de construção semelhantes na sua estrutura. A importância dos anticorpos que miram o O-antígeno levou ao desenvolvimento de várias vacinas para combater bactérias Gram-negativas, incluindo infecções por Salmonella. Enquanto os anticorpos contra o O-antígeno são conhecidos por serem importantes, outras proteínas bacterianas também podem ajudar na proteção, mas essas proteínas menos compreendidas não são tão comumente exploradas.

Exemplos dessas outras proteínas protetoras na Salmonella incluem porinas e outro tipo de proteína chamada SadA. Humanos podem ser vacinados efetivamente contra doenças como coqueluche e infecções meningocócicas sem atacar o LPS, o que mostra que uma mistura bem pensada de antígenos pode ajudar a criar vacinas eficazes.

#A Necessidade de Múltiplos Antígenos nas Vacinas

Como tanto anticorpos O-antígeno quanto não-O-antígeno podem oferecer proteção, incluir múltiplos antígenos em uma vacina parece ser uma boa ideia. No entanto, criar uma vacina com muitos antígenos pode ser caro e complicado. Isso porque cada antígeno precisa ser feito e purificado separadamente, o que demanda tempo e recursos.

Vesículas da Membrana Externa (OMV) são pedacinhos que as bactérias liberam naturalmente. Essas vesículas contêm vários componentes bacterianos, incluindo LPS e proteínas de superfície, em formas que nosso sistema imunológico pode reconhecer. Pesquisadores descobriram que se algumas bactérias tiverem um gene específico removido, elas podem produzir mais OMV. Mas ainda existe uma incerteza sobre como usar melhor as OMV nas vacinas.

Embora o O-antígeno seja um alvo importante para a resposta imunológica, às vezes pode atrapalhar bloqueando o acesso a outras proteínas protetoras nas bactérias. Isso significa que reduzir os níveis de O-antígeno nas OMV pode permitir uma resposta imunológica mais forte contra outras proteínas após a vacinação.

Para investigar isso, os pesquisadores criaram diferentes tipos de OMV com comprimentos variados de O-antígeno e misturaram-nas com um modelo experimental para ver como afetavam as respostas imunológicas. Eles estudaram como essas diferentes OMV preparadas a partir de bactérias influenciavam a reação imunológica e o controle de infecções bacterianas quando os camundongos eram expostos a ambas as cepas de Salmonella.

#O Papel do O-antígeno nas Vacinas OMV

As OMV produzidas a partir de cepas bacterianas distintas podem fornecer informações sobre seu uso potencial como vacina. Ao observar as diferenças entre várias cepas, os cientistas podem descobrir como o comprimento do O-antígeno afeta a resposta imunológica que gera.

Um estudo revelou que todos os tipos de OMV produziam proteínas semelhantes, sugerindo que a presença do O-antígeno não mudava o perfil geral de proteínas. No entanto, os estudos também mostraram que variações no comprimento do O-antígeno poderiam mudar como outras proteínas são expostas ao sistema imunológico.

Para explorar melhor como o comprimento do O-antígeno impacta reações imunológicas, os pesquisadores usaram modelos de computador para simular várias situações. Esses modelos permitiram analisar quão facilmente certas proteínas poderiam ser acessadas pelos anticorpos. Os resultados confirmaram que quando o O-antígeno estava presente em quantidades reduzidas, mais proteínas se tornavam visíveis para o sistema imunológico.

Quando os pesquisadores injetaram camundongos com diferentes tipos de OMV, eles mediram como isso afetava o número de células imunológicas específicas chamadas células B do centro germinativo, assim como células que secretam anticorpos. Eles descobriram que todos os tipos de OMV causaram um aumento nessas células imunológicas em comparação com aquelas que não foram vacinadas.

Eles também analisaram como bem o sistema imunológico respondeu a certas proteínas bacterianas após a vacinação. Embora a maioria dos tipos de OMV induzisse uma forte resposta antibacteriana, a quantidade dessas proteínas produzidas variava entre os diferentes tipos de OMV. Isso sugeriu que o comprimento do O-antígeno poderia influenciar a capacidade do sistema imunológico de gerar respostas protetoras específicas.

#Respostas de Anticorpos e Eficácia das Vacinas OMV

Os pesquisadores realizaram testes para medir quão bem os diferentes tipos de OMV estimulavam anticorpos contra LPS e porinas, dois componentes significativos da estrutura bacteriana. Alguns tipos de OMV foram mais eficazes do que outros na geração desses anticorpos. Camundongos que receberam o wzy-OMV mostraram uma resposta mais forte contra porinas em comparação com os que receberam o wbaP-OMV, que apresentou uma resposta mais fraca devido à falta de O-antígeno.

Em termos de eficácia geral, os níveis de anticorpos produzidos contra os tipos bacterianos diferiram significativamente entre os vários grupos de OMV. O grupo wzy-OMV mostrou uma resposta mais equilibrada contra ambos os tipos de bactérias do que os outros, indicando que a estrutura e o conteúdo da OMV podem afetar a resposta imunológica.

Quando os pesquisadores avaliaram o quão bem esses anticorpos se ligavam a bactérias inteiras, ficou claro que tanto as OMV wt quanto as wzy proporcionaram um nível semelhante de capacidade de ligação. Enquanto isso, o grupo wbaP-OMV demonstrou eficácia reduzida, especialmente contra certas proteínas. Mas o estudo destacou que aumentar a resposta imunológica ao reintroduzir as OMV melhorou significativamente como o sistema imunológico controlava o número de bactérias durante os desafios.

#Impacto do Reforço nas Respostas Imunológicas

Reforçar a resposta imunológica envolveu administrar outra dose da vacina OMV após um determinado período. Esse processo é crítico, pois pode fortalecer a resposta imunológica inicial e aumentar a proteção contra infecções futuras. Os pesquisadores observaram que os camundongos que receberam um reforço mostraram uma melhora dramática em sua capacidade de controlar infecções bacterianas após serem desafiados com Salmonella.

Após a rodada primária de vacinação, os camundongos estavam menos propensos a ter bactérias detectáveis em seu sangue e órgãos. Isso foi particularmente evidente em grupos que receberam certos tipos de OMV que resultaram em contagens bacterianas mais baixas em comparação com os camundongos não vacinados.

Além disso, esses camundongos reforçados mostraram manter um nível maior de reatividade cruzada contra diferentes cepas bacterianas. Isso significa que os anticorpos produzidos após o reforço tinham um alcance de alvo mais amplo, permitindo que eles reconhecessem e respondessem a vários tipos de infecções de forma mais eficaz.

#Conclusão

A pesquisa indica que entender como componentes bacterianos, como o O-antígeno, interagem e são apresentados ao sistema imunológico é crucial para desenvolver vacinas eficazes. Usando vesículas da membrana externa, os cientistas podem criar estratégias de vacina que miram múltiplos antígenos, o que pode levar a respostas imunológicas mais fortes e diversas contra infecções bacterianas.

Esse trabalho também abre caminho para vacinas futuras que poderiam potencialmente proteger contra uma variedade de bactérias Gram-negativas. No final das contas, o objetivo é reduzir o fardo das doenças infecciosas e melhorar os resultados de saúde pública, especialmente contra ameaças bacterianas emergentes e resistência a antibióticos.