IA encontra um ponto fraco surpreendente na varíola dos macacos que poderia reescrever as vacinas
Com o apoio da inteligência artificial, um grupo internacional de cientistas deu um passo importante no sentido de criar defesas mais eficazes contra o vírus da varíola dos macacos (MPXV). Este vírus pode causar dor intensa e, em casos graves, morte, com maior risco para crianças, mulheres grávidas e pessoas com sistema imunológico comprometido. Em um estudo publicado em Medicina Translacional Científicaos pesquisadores relataram que os ratos produziram fortes anticorpos neutralizantes após receberem uma proteína de superfície viral identificada por meio de análise de IA. O resultado sugere uma direção promissora para futuras vacinas MPox ou tratamentos com anticorpos.
Durante 2022, o mpox se espalhou por muitos países e adoeceu mais de 150.000 pessoas. A doença causou sintomas semelhantes aos da gripe, juntamente com erupções cutâneas e lesões, e quase 500 pessoas morreram. As autoridades de saúde confiaram nas vacinas contra a varíola para proteger os mais vulneráveis, mas estas vacinas são dispendiosas e difíceis de fabricar porque utilizam um vírus inteiro e enfraquecido.
“Ao contrário de uma vacina de vírus completo que é grande e complicada de produzir, a nossa inovação é apenas uma única proteína fácil de produzir”, disse Jason McLellan, professor de biociências moleculares na Universidade do Texas em Austin e co-autor principal do estudo.
Identificando Anticorpos Poderosos de Pacientes
Os outros autores principais do estudo, Rino Rappuoli e Emanuele Andreano, da Fondazione Biotecnopolo di Siena, na Itália, identificaram 12 anticorpos que neutralizam o MPXV. Eles encontraram esses anticorpos analisando o sangue de pessoas que se recuperaram do vírus ou que já haviam sido vacinadas. Embora os anticorpos fossem claros, a equipe ainda não sabia quais partes do vírus eles visavam.
O MPXV apresenta muitas proteínas diferentes na sua superfície e pelo menos uma delas é essencial para a propagação da infecção. Sabe-se que alguns dos anticorpos recentemente descobertos interferem neste processo, mas os investigadores não sabiam qual proteína de superfície era responsável. Para conceber novos tratamentos ou vacinas, era necessário determinar o emparelhamento correto entre o anticorpo e a proteína viral. Esta característica viral chave é conhecida como antígeno.
IA identifica uma proteína viral anteriormente esquecida
Para resolver este enigma, o grupo de McLellan usou o modelo AlphaFold 3 para prever quais das cerca de 35 proteínas da superfície viral provavelmente se ligariam fortemente aos anticorpos derivados do paciente. O modelo identificou uma proteína chamada OPG153 com alta confiança, e testes laboratoriais confirmaram a previsão. Esta descoberta indicou que a OPG153 poderia servir como um alvo valioso para o desenvolvimento de terapias baseadas em anticorpos ou para a concepção de um novo tipo de vacina que activasse o sistema imunitário para combater a mpox.
“Teria levado anos para encontrar esse alvo sem IA”, disse McLellan, que também ocupa a cátedra Robert A. Welch em Química e ajuda a liderar o Texas Biologics, um grupo de pesquisa da UT Austin focado em inovação terapêutica. “Foi realmente emocionante porque ninguém jamais havia considerado isso antes para o desenvolvimento de vacinas ou anticorpos. Nunca foi demonstrado que fosse um alvo de anticorpos neutralizantes”.
Como o MPXV está intimamente relacionado com o vírus responsável pela varíola, esta descoberta pode apoiar a criação de vacinas ou tratamentos melhorados também para a varíola, uma doença preocupante devido à sua facilidade de transmissão e elevada taxa de mortalidade.
Rumo a vacinas e terapias com anticorpos da próxima geração
A equipe está agora refinando versões do antígeno e dos anticorpos que poderiam ser mais eficazes, menos dispendiosas e mais fáceis de fabricar em comparação com as opções atuais que dependem de poxvírus enfraquecidos. Seu objetivo de longo prazo é testar esses antígenos da vacina contra mpox e varíola e tratamentos com anticorpos em humanos. McLellan refere-se à sua estratégia como “vacinologia reversa”.
“Começamos com pessoas que sobreviveram à infecção pelo vírus da varíola dos macacos, isolamos anticorpos que produziam naturalmente e trabalhamos retroativamente para descobrir que parte do vírus atuava como antígeno para esses anticorpos. Em seguida, projetamos o antígeno para produzir anticorpos semelhantes em camundongos”, disse McLellan.
A UT Austin entrou com um pedido de patente para o uso de OPG153 (e seus derivados) como antígeno de vacina. A Fondazione Biotecnopolo di Siena apresentou um pedido de patente para anticorpos direcionados ao OPG153.
Contribuidores adicionais da UT Austin incluem Emily Rundlet, Ling Zhou e Connor Mullins.
O apoio financeiro para este trabalho veio em parte da Fundação Welch.
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