24/10/2018
A Drª. Sherry Layton, PhD, Diretora da Vetanco Biotecnologia / BVSience, fez uma apresentação sobre "Evolução da Biotecnologia: O Futuro do Design de Vacinas" no Congresso LPN de 2018.
O desenvolvimento de novas vacinas para o controle eficaz de agentes patogénicos e infecções no hospedeiro representa uma área crítica de investigação e desenvolvimento, a fim de reduzir o impacto de doenças em animais destinados à alimentação, especialmente com as crescentes restrições ao uso profiláctico e terapêutico de antibióticos.
Os recentes avanços na biotecnologia aumentaram dramaticamente o potencial de inovação científica, permitindo a incorporação de novas tecnologias sob a forma de estratégias alternativas de controle de agentes patogénicos.
Uma das tecnologias mais inovadoras disponíveis é uma nova plataforma de vacinas que incorpora a sequência subunidade/epitope, comum a todos os sorotipos/sorovares de uma família patogénica específica (largo espectro), numa forma inativada de uma plataforma de vacinas administrada oralmente, induzindo proteção contra infecções e doenças através da estimulação da imunidade das mucosas.
As membranas mucosas são a principal via de entrada dos agentes patogénicos e incluem as membranas nasal, vias respiratórias, gastrointestinais e geniturinárias, bem como a conjuntiva ocular, ouvido interno e condutas de todas as glândulas exócrinas. Em conjunto, ocupam mais de 400 m2 nos seres humanos - em comparação com apenas 2 m2 de pele - e atuam como primeira linha de defesa contra a infecção nos pontos de entrada de vários agentes patogénicos (Ogra et al., 2001).
Sistema gastrointestinal
O sistema gastrointestinal é o maior órgão linfático do corpo e foi estimado em 70-80% das células produtoras de imunoglobulina (Kaul, 1999).
Oitenta por cento dos linfócitos B ativados no corpo estão localizados nos tecidos mucosos (Brandtzaeg et al., 1989). De facto, 95% dos agentes patogénicos entram através de uma mucosa; a única forma de contrair a doença por uma via que não seja a mucosa é através de vectores de alimentação de sangue ou através de superfícies epiteliais danificadas.
Apesar deste importante papel, apenas um pequeno número de vacinas visa especificamente esta parte do sistema imunitário, apesar das fortes evidências de que uma forte resposta da mucosa pode prevenir infecções sistémicas (Ogra et al., 2001).
Até a data, os estudos de vacinas convencionais têm-se concentrado em estimular o sistema imunitário sistémico a gerar imunidade para neutralizar/prevenir organismos uma vez colonizado o organismo, multiplicado e movido para o ambiente sistémico.
No entanto, a inibição da colonização e replicação patogénica diretamente na porta de entrada foi considerada secundária e não recebeu atenção suficiente.
Há provas de que a vacinação da mucosa pode induzir imunidade sistémica e local, enquanto que a imunização sistémica muitas vezes não consegue estimular uma imunidade forte da mucosa (Valosky et al., 2005).
Além disso, o conceito de um sistema imunitário de mucosa comum prevê que a indução da imunidade numa superfície da mucosa, como o intestino, pode induzir imunidade noutra superfície da mucosa, como o pulmão (Cerkinksky et al., 1995), fornecendo uma ligação essencial para a transferência da imunidade através das membranas da mucosa.
A imunidade da mucosa pode ser a chave para combater infecções complexas onde a imunidade sistémica e local é necessária para prevenir a propagação e transmissão de doenças infecciosas dentro de um rebanho ou bando.
Estratégias de controle de doenças e vacinação
A discussão das estratégias de controle e vacinação não deve parar na mudança de local, onde a resposta imunitária primária ocorre no ponto inicial da interação hospedeiro-patógeno.
A percepção do que é considerada uma doença infecciosa deve também sofrer uma mudança de paradigma. O exemplo mais claro desta mudança de pensamento é a ideia do que constitui exatamente bactérias comensal no microbioma da mucosa.
Podem ser classificadas como bactérias que não prejudicam realmente o hospedeiro, e existe uma ausência de manifestações clínicas causadas por verdadeiros agentes patogénicos da mucosa (patógenos)?
Talvez as bactérias residentes respondam a uma falha do sistema imunitário da mucosa? Uma resposta completa seria uma combinação das três opções acima, bem como um quarto componente adicional, uma vez que existem bactérias que são realmente benéficas para o estado de saúde do hospedeiro.
Desenvolvimento de novas tecnologias
Uma pergunta adicional que merece mais reflexão ao desenvolver novas tecnologias como ferramenta de controle de doenças é: os animais/aves estão a tornar-se portadores assintomáticos com respostas imunitárias modificadas que favorecem a sobrevivência dos agentes patogénicos em detrimento das autobiontes que regulam e mantêm um sistema imunitário hospedeiro saudável e estável (Ivanov, 2013)?
As novas tecnologias de vacinas desenvolvidas para controlar a doença devem concentrar-se em estimular uma resposta imunológica que seja mais benéfica para o hospedeiro do que para o agente patogénico, mesmo que isso implique reprogramar ou alterar a forma como o hospedeiro responde a um determinado agente patogénico a nível geral e celular.
A vacinação tradicional, seja por vacinas inativadas ou por vacinas vivas atenuadas, tem a lacuna adicional de que necessita de ser tratada por novas tecnologias alternativas.
Historicamente, as vacinas tradicionais têm tido um âmbito limitado, com pouca ou nenhuma proteção cruzada entre sorotipos de agentes patogénicos geneticamente relacionados.
Consequentemente, uma única estirpe vacinal tem sido utilizada para vacinar contra um sorotipo/sorovar nas espécies hospedeiras. Para que ocorram avanços significativos na prevenção de doenças, o foco deve passar para o conceito mais progressivo e inclusivo de "Uma Saúde", em que a vacinação visa famílias de agentes patogénicos em múltiplas espécies hospedeiras.
Uma solução possível é a utilização de uma única proteína ou subunidade protetora conservada, conferindo proteção contra todos os sorotipos/sorovares de uma determinada família patogénica (bactérias, vírus e protozoários) em múltiplas espécies hospedeiras, transportadas por um vector inerte.
Vectores de vacina
Vários vectores de vacinas surgiram até à data, todos com vantagens e limitações relativas, dependendo da aplicação proposta.
Bactérias, vírus e plantas representam três sistemas vectoriais potenciais para a administração oral para induzir imunidade mucosa e uma resposta imunitária protetora.
As bactérias da família Bacillus, especificamente Bacillus subtilis, demonstraram uma alternativa promissora ao uso de bactérias patogénicas como vetor vacinal administrado oralmente, uma vez que possuem uma atividade adjuvante intrínseca que aumenta a estimulação da imunidade da mucosa específica do hospedeiro contra as subunidades vectorizadas.
Além disso, Bacillus subtilis tem propriedades probióticas, estimulando e reforçando a integridade gastrointestinal, o que é necessário para um estado saudável de animal/ave. Além disso, esta estratégia de vacinação com uma unidade comum transportada por um vector inerte poderia limitar as reações vacinais produzidas quando toda a célula patogénica (inativada, atenuada ou como um vector) é apresentada ao hospedeiro.
O objetivo final da produção animal intensiva é identificar e eliminar os agentes patogénicos antes que estes possam causar doenças. Hoje mais do que nunca, as soluções multifatoriais para a doença devem ser abordadas, não só concentrando-se no tratamento dos efeitos da doença mas, mais importante ainda, na prevenção da doença.
Graças à biotecnologia, somos agora capazes de ter uma melhor compreensão do que constitui a doença, de como a competência imunológica é influenciada pelo agente patogénico e hospedeiro, e da complexa dinâmica associada à interação hospedeiro-patógeno.
Todas as informações e descobertas importantes permitirão aos investigadores avançar com novas tecnologias de vacinação, integrando o conceito de "Saúde Única" como uma estratégia alternativa de controle de doenças.