Três proteínas que podem ser alvos terapêuticos contra a difteria foram identificadas pelo pesquisador Syed Babar Jamal Bacha, do programa de pós-graduação em Bioinformática do Instituto de Ciências Biológicas. A descoberta foi descrita em dois artigos publicados nas revistas Frontiers in genetics, em fevereiro deste ano, e Plos One, em outubro de 2017. O estudo foi realizado por meio de mineração de dados - processo de descoberta automática de padrões, mudanças, associações, sequências e anomalias em grandes massas de dados.

“Enquanto algumas pesquisas investigam milhares de moléculas, testando cada uma em laboratório, essa pode começar com as três encontradas na análise de componentes do genoma da bactéria Corynebacterium diphtheriae, causadora da doença”, explica o professor Vasco Azevedo, orientador do trabalho de doutorado que gerou tese defendida em março. Com base em estudo comparativo entre as linhagens do genoma sequenciado da bactéria, Syed Jamal propõe a formulação de fármacos para tratar pacientes acometidos pela difteria.

Segundo o pesquisador, a avaliação do potencial das cepas identificadas na pesquisa – pEf-fosfatase de HisE-fosforibosil-ATP, glpX-fructose 1,6-bisphosphatase II e a proteína ribossômica rpsH 30S S8 – deve ainda seguir passos essenciais, que começam com testes in vitro, depois em animais e, no futuro, em humanos, para verificar aspectos como biodisponibilidade e capacidade de atuação dessas substâncias sem afetar órgãos vitais como rins e fígado.

“Os dados apresentados nesse estudo podem contribuir com pesquisas futuras para o desenvolvimento de antibióticos e também ser aplicados a outras espécies bacterianas”, afirma o autor, que tem mestrado em bioinformática pela International Islamic University Islamabad (Paquistão) e desenvolveu o doutorado com financiamento misto da Academia de Ciências para os Países em Desenvolvimento (TWAS) e do CNPq, em programa que tem o objetivo de estimular a formação, no campo das ciências naturais, de jovens pesquisadores.

Além de Vasco Azevedo, orientaram Syed Jamal o professor Artur Luiz da Costa da Silva, da Universidade Federal do Pará, e o indiano Sandeep Tiwari, que desenvolve pós-doutoramento no ICB, onde defendeu tese de doutorado em março de 2017.

Pets e idosos

A vacina contra a difteria hoje utilizada mundialmente é a DTP, que protege também contra tétano e coqueluche. “Funciona bem contra a toxina Corynebacterium diphtheriae, evitando que ela cause dano ao organismo, mas a doença pode ser transmitida de pessoas imunizadas para outras não vacinadas”, esclarece Vasco Azevedo, lembrando que, em países como os Estados Unidos, há grande número de pessoas desprotegidas devido ao movimento antivacina.

Além disso, estão surgindo novas cepas da bactéria sem o gene tox, ou seja, que não produzem a toxina, não sendo, portanto, alcançadas pelo efeito da vacina, que é toxinogênica. Na Europa e no Japão, há relatos de difteria provocada por outra bactéria, do mesmo gênero e espécie diferente, a Corynebacterium ulcerans, transmitida por gatos e cães.

Na Rússia, a doença tem afetado, sobretudo, pessoas de 50 a 70 anos, ou seja, em idades fora das etapas de vacinação, comumente feitas em crianças e idosos. “Será preciso alterar o calendário de vacinação ou fazer uma bivalente, associada à antitetânica, que já é aplicada a cada dez anos”, pondera Vasco Azevedo.

Segundo Syed Jamal, apesar da implementação da imunização generalizada, a difteria continua a ser endêmica em algumas regiões, como o sudeste da Ásia – quatro mil casos foram relatados em surto na Indonésia, em 2010. Ele explica que, diante da crescente resistência aos medicamentos em países de alta cobertura de vacinação, a comunidade científica precisa repensar os tratamentos atualmente disponíveis. É necessário identificar novos alvos terapêuticos, o que pode ser feito com a aplicação da genômica estrutural e funcional.

A doença

A difteria respiratória começa com dor de garganta, febre e formação de membrana cinzenta resistente, que pode comprometer a respiração e levar à morte. Há também ocorrência da difteria cutânea, que surge quando a toxina infecta a pele através de corte ou abrasão. O bacilo é transmitido por contágio direto com doentes ou portadores assintomáticos, pelas secreções nasais ou pela transmissão indireta, com objetos que tenham sido contaminados recentemente por secreções da orofaringe ou de lesões. A incidência da transmissão de difteria costuma aumentar nos meses frios e, principalmente, em ambientes fechados, devido à aglomeração.

FICHA TÉCNICA
Tese: Abordagem integrativa para identificação de alvos terapêuticos no patógeno humano Corynebacterium diphtheriae
Autor: Syed Babar Jamal Bacha
Orientadores: Vasco Azevedo, Artur Luiz da Costa da Silva e Sandeep Tiwari
Defesa: março de 2018

(Com Ewerton Martins Ribeiro, Agência de Notícias da UFMG)

Gaiola com mosquitos vivos: vacina altera fisiologia do inseto Júlia Duarte/UFMG

Uma vacina que resulta de estratégia contrária à esperada – em vez de imunizar contra doenças, ela mata o transmissor – foi desenvolvida no Instituto de Ciências Biológicas (ICB) para combater o mosquito Aedes aegypti, responsável pela disseminação de arboviroses como dengue, zika, chikungunya, febre amarela e mayaro. O trabalho gerou tese de doutorado e depósito de patentes.

O coordenador da pesquisa, professor Rodolfo Giunchetti, explica que esse tipo de vacina representa uma vantagem tecnológica para o Brasil – muito suscetível a novas arboviroses –, pois combater o mosquito é mais eficaz do que vacinar a população contra cada uma das doenças que ele transmite. “Além disso, essa vacina pode ser associada à imunização contra algumas doenças, como dengue”, pondera.

As formulações que estão em processo de depósito de patente contêm proteínas importantes para a vida do inseto e geram, no indivíduo vacinado, a produção de anticorpos contra essas proteínas. Ao se alimentar do sangue com esses anticorpos, o Aedes aegypti sofre alterações em sua fisiologia que podem levá-lo à morte ou, no mínimo, provocar sérios danos à sua cadeia reprodutiva.

O indivíduo que receber essa vacina não estará imunizado contra as arboviroses, “mas o componente vai ajudar a eliminar o mosquito, o que, em última instância, provoca o fim dessas doenças, por falta do principal elo de transmissão”, observa Giunchetti.

Prova de conceito
Em trabalho de doutorado cuja tese será defendida ainda neste ano no âmbito do Programa de Pós-graduação em Biologia Celular, a pesquisadora Marina Luiza Rodrigues Alves desenvolveu a formulação e a utilizou como prova de conceito, com resultados animadores, como explica o orientador: “Ela observou que um terço dos insetos que picava animais imunizados morria imediatamente”. Ao acompanhar o ciclo completo do inseto, a pesquisadora constatou redução significativa no número de ovos e baixa viabilidade das pupas, que se desenvolveram mal ou morreram. “Foi possível perceber uma redução de cerca de 60% no ciclo do Aedes”, completa Rodolfo Giunchetti.

Ele lembra que a vacina ganha maior importância diante dos relatos de resistência do mosquito a inseticidas tradicionais e à crescente dificuldade em combatê-lo. O professor explica que o Aedes aegypti tem a capacidade de se alimentar em vários hospedeiros: “A fêmea pica em busca do sangue, necessário para o amadurecimento do ovário e a produção de ovos”. Ela digere o sangue, coloca os ovos e volta para se alimentar em outra pessoa ou na mesma. O ensaio pré-clínico foi feito em camundongos, que, após receberem a vacina, produziram anticorpos capazes de induzir alterações na homeostasia do inseto, resultando em desequilíbrio fisiológico de alto impacto.

Giunchetti comenta que os vacinologistas, tradicionalmente, usam componentes como proteína ou peptídeo que causam a doença e, por isso, são capazes de gerar uma resposta imune que proteja o indivíduo contra uma infecção. “Essa é a lógica normal, que nós não seguimos. Nossa ideia é acabar com o transmissor, o que evita a necessidade de desenvolver uma vacina para cada arbovirose veiculada pelo Aedes”, diz o professor. Segundo ele, se a proposta tem a desvantagem de não imunizar o indivíduo contra arboviroses, a chance de o mosquito morrer é bastante alta, assim como de reduzir sua reprodução. Além disso, a formulação desenvolvida pelo grupo de pesquisa poderia ser associada a vacinas convencionais, como a da dengue.

A pesquisa é financiada, em parte, por parceria firmada entre CNPq, Capes e Ministério da Saúde. Na UFMG, conta com a participação de professores dos departamentos de Morfologia (Rodolfo Giunchetti e Walderez Dutra) e de Parasitologia (Daniella Bartholomeu, Ricardo Fujiwara, Nelder Gontijo, Marcos Pereira, Mauricio Sant’Anna e Ricardo Araújo). Também participam William Borges, da Universidade Federal de Ouro Preto, Rodrigo Correa-Oliveira e Luciano Moreira, da Fundação Oswaldo Cruz (CPqRR-Fiocruz), e Paulo Ho, do Instituto Butantan.

Marco legal

“Já temos a prova de conceito e conhecemos os possíveis alvos, o que possibilita a produção da vacina em escala”, observa Giunchetti. As próximas etapas para chegar a uma formulação comercial abrangem ensaio pré-clínico em primatas não humanos – os testes devem demonstrar que a vacina é segura, não induz efeitos colaterais significativos e provoca alterações no inseto – e, em seguida, realizar os mesmos estudos em humanos, para confirmar segurança, imunogenicidade e eficácia.

Segundo o professor, todas as etapas podem ser feitas na UFMG, incluindo o ensaio clínico em humanos, desde que haja financiamento. “Temos uma startup, a Aedes Vaccine, cujo objetivo é facilitar a transferência da tecnologia”, esclarece. A intenção é licenciar para a startup cada uma das formulações vacinais desenvolvidas na pesquisa, cabendo a ela intermediar a negociação com empresas que queiram produzir a vacina. Esse procedimento está previsto no Marco Legal da Ciência, Tecnologia e Inovação (Lei 13.243/16), publicado em janeiro de 2016 e regulamentado na UFMG, no fim de 2017, pelo Conselho de Ensino, Pesquisa e Extensão (Cepe).

(Redação: Ana Rita Araújo / Boletim 2014)