Nanotecnologia transporta vacina para hepatite B

Técnicas de raio X demonstram que sílica nanoestruturada age como veículo protetor para que antígeno chegue intacto ao intestino, podendo agir no sistema imune. Material pode dar origem a polivacina contra seis doenças

André Julião * |  Agência FAPESP – Pesquisadores brasileiros e europeus conseguiram demonstrar o funcionamento de um composto para transportar o princípio ativo de uma vacina oral contra a hepatite B até o sistema imune. Ao se unirem, mesmo tendo tamanhos diferentes, as partículas contendo sílica e um antígeno chegam ao intestino sem serem destruídas pela acidez do sistema digestório.

O composto reúne sílica nanoestruturada SBA-15, desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP), e o antígeno HBsAg, criado no Instituto Butantan.

O composto foi submetido a diferentes técnicas de raios X e nêutrons em laboratórios na Europa. O estudo, com resultados publicados na Scientific Reports, teve apoio da FAPESP e de agências europeias.

O objetivo do trabalho foi compreender como o antígeno, de 22 nanômetros de diâmetros, se prendia aos nanotubos de sílica, que têm cerca de 10 nanômetros e estrutura semelhante à de uma colmeia de abelhas. Um nanômetro corresponde a 1 bilionésimo do metro.

A constatação sobre as medidas do antígeno e da sílica foi revelada em estudos realizados na USP utilizando espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), espalhamento dinâmico de luz (DLS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM).

“Mesmo sendo aparentemente muito maior, testes [em animais] mostraram resposta imunológica excelente para a vacinação oral, tão boa ou melhor do que a da forma injetável”, disse Márcia Fantini, professora do IF-USP.

Os testes de imagens com nêutrons e raios X foram coordenados por Heloisa Bordallo, pesquisadora brasileira do Niels Bohr Institute da Universidade de Copenhague, na Dinamarca. Em colaboração com outros pesquisadores daquele país, além de colegas na Alemanha, França, Suíça e Suécia, Bordalo submeteu o composto a análises de microscopia por transmissão de raios X com varredura (STXM), entre outras técnicas.

As imagens de raios X em 3D mostraram que, embora não entrasse nos nanotubos, o antígeno ficava retido nos chamados macroporos, espaços entre as partículas maiores que 50 nanômetros. Isso o protegia da acidez do sistema digestório.

As imagens permitiram ainda que os pesquisadores determinassem a proporção ideal de sílica e antígeno, para que este último não se aglomerasse, prejudicando a dispersão do princípio ativo no intestino do paciente.

“Tanto a via oral como a nasal são as vias naturais de imunização, pois a natureza é o melhor agente vacinador. Mas uma vacina que tenha proteína, como nesse caso, quando passa pelo estômago é destruída pela elevada acidez e por proteases ali existentes. Então não chega ao sistema imune do intestino delgado”, disse Osvaldo Augusto Sant'Anna, professor do Instituto Butantan e responsável pelo desenvolvimento do antígeno HBsAg.

Antes dos testes clínicos, a equipe deve testar polímeros que possam revestir toda a estrutura e aumentar a resistência do medicamento ao estômago humano. Em testes com animais, a formulação já havia demonstrado ser tão ou mais eficiente do que a forma injetável da vacina para levar o antígeno até o intestino, onde o sistema imune pode detectá-lo e produzir anticorpos contra o vírus.

Segundo a Organização Mundial de Saúde, cerca de 257 milhões de pessoas vivem atualmente com hepatite B.

Polivacina

Por meio de projeto apoiado pela FAPESP, o grupo liderado por Sant’Anna, Fantini e Bordallo busca agora desenvolver novos antígenos para serem acrescentados ao composto de sílica nanoestruturada SBA-15 com o antígeno HBsAg. A ideia é ter ao menos uma vacina tríplice, agregando outras contra difteria e tétano.

A formulação, no entanto, pode evoluir para uma polivacina que imunize ainda contra a coqueluche, poliomielite e a bactéria Haemophilus influenzae do sorotipo B (Hib), causadora de meningite e pneumonia, entre outras doenças.

Além dos antígenos combaterem as doenças, eles não poderão interferir um no efeito do outro. “Há resultados muito interessantes com difteria e agora vamos testar com o tétano, a princípio na forma injetável”, disse Sant’Anna.

O artigo 3D visualisation of hepatitis B vaccine in the oral delivery vehicle SBA-15 (doi: 10.1038/s41598-019-42645-5), de Martin K. Rasmussen, Nikolay Kardjilov, Cristiano L. P. Oliveira, Benjamin Watts, Julie Villanova, Viviane Fongaro Botosso, Osvaldo A. Sant’Anna, Marcia C. A. Fantini e Heloisa N. Bordallo, pode ser lido em: www.nature.com/articles/s41598-019-42645-5.

* Colaborou José Tadeu Arantes