Por que as vacinas de mRNA são tão estimulantes?

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As primeiras vacinas para COVID-19 a completar os testes de Fase 3 são de um tipo inteiramente novo: vacinas de mRNA. Vacinas desse tipo nunca foram aprovadas para uso em qualquer doença. Como elas diferem das vacinas tradicionais e o que as torna tão estimulantes?

Como funcionam as vacinas tradicionais

O principal objetivo de uma vacina para um determinado agente infeccioso, como o vírus que causa o COVID-19, é ensinar ao sistema imunológico como é esse vírus. Uma vez instruído, o sistema imunológico atacará vigorosamente o vírus real, se ele entrar no corpo.

Os vírus contêm um núcleo de genes feitos de DNA ou RNA envolto em uma camada de proteínas. Para formar o revestimento da proteína, os genes de DNA ou RNA do vírus formam o RNA mensageiro (mRNA); o mRNA então produz as proteínas. Um mRNA de uma estrutura específica faz uma proteína de uma estrutura específica.

Algumas vacinas tradicionais usam vírus enfraquecidos, enquanto outras usam apenas uma parte crítica da capa protéica do vírus. No caso do COVID-19, uma peça chamada proteína spike é a peça crítica.

As vacinas tradicionais funcionam: a poliomielite e o sarampo são apenas dois exemplos de doenças graves controladas pelas vacinas. Coletivamente, as vacinas podem ter feito mais bem à humanidade do que qualquer outro avanço médico na história. Mas cultivar grandes quantidades de um vírus e depois enfraquecê-lo ou extrair a parte crítica leva muito tempo.

Primeiros passos para vacinas de mRNA

Cerca de 30 anos atrás, um punhado de cientistas começou a explorar se as vacinas poderiam ser feitas de forma mais simples. E se você conhecesse a estrutura exata do mRNA que forma a parte crítica da capa protéica de um vírus, como a proteína spike do vírus COVID-19?

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É relativamente fácil fazer esse mRNA em laboratório, em grandes quantidades. E se você injetasse aquele mRNA em alguém, e o mRNA viajasse pela corrente sanguínea para ser engolido pelas células do sistema imunológico, e então essas células começassem a produzir a proteína spike? Isso educaria o sistema imunológico?

Superando obstáculos na criação de vacinas de mRNA

Embora o conceito pareça simples, foram necessárias décadas de trabalho para que as vacinas de mRNA superassem uma série de obstáculos. Primeiro, os cientistas aprenderam como modificar o mRNA para que não produzisse reações violentas do sistema imunológico. Em segundo lugar, eles aprenderam como estimular as células do sistema imunológico a engolir o mRNA conforme ele passava no sangue. Terceiro, eles aprenderam como persuadir essas células a produzirem grandes quantidades da peça crítica de proteína. Finalmente, eles aprenderam como encerrar o mRNA dentro de cápsulas microscopicamente pequenas para protegê-lo de ser destruído por produtos químicos em nosso sangue.

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Ao longo do caminho, eles também aprenderam que, em comparação com as vacinas tradicionais, as vacinas de mRNA podem gerar um tipo mais forte de imunidade: elas estimulam o sistema imunológico a produzir anticorpos e células assassinas do sistema imunológico – um ataque duplo ao vírus.

Então veio o COVID-19

Portanto, 30 anos de pesquisas meticulosas permitiram que vários grupos de cientistas – incluindo um grupo da Pfizer trabalhando com uma empresa alemã chamada BioNTech, e uma jovem empresa em Massachusetts chamada Moderna – levassem a tecnologia de vacinas de mRNA ao limiar de realmente funcionar. As empresas construíram plataformas que, teoricamente, poderiam ser usadas para criar uma vacina para qualquer doença infecciosa simplesmente inserindo a sequência de mRNA certa para aquela doença.

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Então veio o COVID-19. Poucas semanas depois de identificar o vírus responsável, cientistas na China determinaram a estrutura de todos os seus genes, incluindo os genes que compõem a proteína spike, e publicaram essas informações na Internet.

Em poucos minutos, cientistas a 10.000 milhas de distância começaram a trabalhar no projeto de uma vacina de mRNA. Em poucas semanas, eles haviam fabricado vacina suficiente para testá-la em animais e, depois, em pessoas. Apenas 11 meses após a descoberta do vírus SARS-CoV-2, os reguladores no Reino Unido e nos EUA confirmaram que uma vacina de mRNA para COVID-19 é eficaz e tolerada com segurança, abrindo caminho para uma imunização generalizada. Anteriormente, nenhuma nova vacina havia sido desenvolvida em menos de quatro anos.

Nenhum avanço científico está sozinho

As vacinas de mRNA já estão sendo testadas para outros agentes infecciosos, como o Ebola, o vírus Zika e a gripe. As células cancerosas produzem proteínas que também podem ser direcionadas por vacinas de mRNA: na verdade, um progresso recente foi relatado com o melanoma. E, teoricamente, a tecnologia do mRNA poderia produzir proteínas ausentes em certas doenças, como a fibrose cística.

Como toda descoberta, a ciência por trás da vacina de mRNA se baseia em muitas descobertas anteriores, incluindo

  • compreender a estrutura do DNA e mRNA, e como eles funcionam para produzir uma proteína
  • inventando tecnologia para determinar a sequência genética de um vírus
  • inventando tecnologia para construir um mRNA que faria uma determinada proteína
  • superar todos os obstáculos que poderiam impedir o mRNA injetado no músculo do braço de uma pessoa de encontrar seu caminho para as células do sistema imunológico nas profundezas do corpo e persuadir essas células a produzir a proteína crítica
  • e tecnologia da informação para transmitir conhecimento ao redor do mundo na velocidade da luz.
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Cada uma dessas descobertas anteriores dependeu da disposição dos cientistas de persistir em perseguir seus sonhos longínquos – muitas vezes apesar do enorme ceticismo e até do ridículo – e da disposição da sociedade em investir em suas pesquisas.

O post Por que as vacinas de mRNA são tão estimulantes? apareceu pela primeira vez no Harvard Health Blog.

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