VACINAS: mitos e realidade Aguinaldo Roberto Pinto Universidade Federal de Santa Catarina

WHO, 2000.

Definição de vacina Vaccines are proteins, polysaccharides, or nucleic acid of pathogens that are delivered to the immune system as single entities, as part of complex particles, or by living attenuated agents or vectors, thereby inducing specific responses that inactivate, destroy, or suppress the pathogen. Plotkin & Orenstein

Vaccines in the public eye. Ritvo et al., Nat Med, 2005

Dificuldades Testes clínicos são extremamente regulados Sucesso em animais de experimentação não implica em sucesso em humanos Efeitos adversos Limitações econômicas e éticas

Tendências Vacinas multivalentes Difteria, tétano, pertussis, hep. B, polio, H. influenza b Estímulo da RI inata e adquirida novos adjuvantes, CPG Vacinas terapêuticas vacinas contra HIV, contra HPV Novas vias de imunização Intranasal, aerosol, oral, patches

Tendências Vacinas contra doenças não-infecciosas Arterosclerose, Alzheimer, drogas de abuso Vacinas contra câncer Vacinas tolerizantes contra auto-antígenos diabetes, esclerose múltipla Vacinas contra bioterrorismo

Novas tecnologias na produção de vacinas

Vacinas de peptídeos sintéticos Vacinas de DNA Vacinas de vetores recombinantes Vírus ou bactérias Vacinas em plantas Vacinas autólogas

Vacinas de peptídeos sintéticos

Vacinas baseadas em peptídeos sintéticos Bastante promissoras, mas com resultados desapontadores Pouco imunogênicas Dificilmente induzem células T e B Grande variabilidade de MHCs Alto custo

Vacinas de DNA

GENE GUN

Vacinas de DNA Good points –Estimula células T e B –Forma natural do Ag –O mesmo plasmídeo pode ser usado em diferentes vacinas –Segura –Barata Bad points –Resultados bastante desapontadores em humanos

Vacinas baseadas em vetores recombinantes

Vetores virais Vetores bacterianos Adenovírus Vírus da vaccínia Vírus da poliomielite Salmonella thyphimurium E. coli M. bovis

Poxvírus 2 gêneros Orthopoxvirus Avipoxvirus Vírus da varíola Vírus da vaccínia Fowlpox Canarypox

Vírus da Vaccínia Mais avançado e amplamente testado Genoma DNA dupla fita estável (187 kb) Permite a inserção de vários genes heterólogos Sequência completa conhecida Biologia viral conhecida Robustez viral

Vírus da Vaccínia Usado na erradicação da varíola Pode ser usado e distribuído em países com pouca infraestrutura rVaccínia: imuniza contra varíola e outra doença Única vacina recombinante que teve seu uso autorizado no meio ambiente (rVV rabies glycoprotein)

Vírus da Vaccínia Bad points: Segurança em indivíduos imunocomprometidos MVA – Modified vaccinia virus Ankara – 570 passagens seriadas em linhagem primária de fibroblastos de galinha. NYVAC – derivado da cepa Copenhage – deleção de 18 genes

Vírus da Vaccínia Bad points: Imunidade pré-existente Canarypox e Fowlpox replicação acontece somente em células de aves, causando uma infecção abortiva em células de mamíferos.

Adenovírus É o vetor viral mais utilizado em ensaios pré- clínicos de vacinas e terapia gênica Muitos dados de segurança e eficácia Vacina baseada em Ad vivos atenuados (Ad sorotipos 4 e 7) Genoma de DNA estável – sequência conhecida

Adenovírus humano recombinante como vetor vacinal Fácil de serem gerados e manipulados Podem ser administrados através de diferentes vias Estimula resposta imune humoral e celular contra o produto transgênico após uma única administração do vírus Eficiente transdução de células dendríticas Não há necessidade do uso de adjuvantes

Vetores Adenovirais Replicação competentes (deletados da região E3) Replicação incompetentes (deletados da região E1 ou E1/E3/E4)

ITR Left ITRPackaging Sequences ( ) nt E2B E2A E4 E1 (A/B) E3 MLP L1 L2 L3 L4 L5 ~35 kb Células 293 Vetores comercialmente disponíveis

Desvantagens do uso de adenovírus humano recombinante Presença de anticorpos neutralizantes Vetores não podem ser utilizados repetidamente Limitada capacidade de clonagem (7,5 kb) Oncogenicidade

Novos vetores adenovirais Adenovírus isolados de linfonodos de chimpanzé. Não circula entre a população humana, portanto não há anticorpos neutralizantes pré-existentes. AdC68 AdC6 (células dendríticas imaturas) Xiang et al., 1996

Adenovírus Setembro de 1999 Morte de um indivíduo na cidade da Philadelphia, EUA, após o uso de adenovírus recombinante em ensaio clínico de terapia gênica

Vacinas em plantas

Vírus em plantas Plantas comestíveis como vacinas Suplementar a dieta de um indivíduo com frutas ou verduras transgênicos é muito menos traumático do que injeção. Fácil Barato Não requer agulhas/cadeia fria. Ideal para países em desenvolvimento

Vírus do mosaico do tabaco

Vacinas em plantas Bad points Público não gosta de transgênicos Indução de tolerância (??) Necessidade de cozimento Poucas espécies de plantas são transformáveis até o momento

Vacinas autólogas

Prime-boost

Vacinas recentes

Vacina contra HPV

HPV >100 tipos identificados ~30–40 anogenitais –~15–20 de tipo oncogênico incluem 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 58 HPV 16 (54%) e HPV 18 (13%) foram responsáveis pela maioria dos cânceres cervicais em todo o mundo. –Tipos não-oncogênicos incluem: 6, 11, 40, 42, 43, 44, 54. HPV 6 e 11 são mais frequentemente associados a verrugas genitais externas. Vírus com molécula de DNA circular de duplo filamento.1

HPV e Verrugas Anogenitais

Tipos oncogênicos de HPV - Importante causa do Câncer Cervical. O HPV é a causa principal do câncer cervical. O câncer cervical é o tipo mais frequente de câncer depois do de mama Mortalidade: mortes anualmente. Etiologia - 70% HPV 16, 18

Vacina Quadrivalente Recombinante 6,11,16,18

Vacina Quadrivalente de PPV* de L1 do HPV Vacina tetravalente recombinante contra o HPV (tipos 6, 11, 16 e 18) de PPV de L1 PPV produzidas em Saccharomyces cerevisiae Adjuvante de alumínio, 225 μg por dose Volume de injeção, 0,5 ml 3 doses em 6 meses

PPV (~20,000 kD) 72 capsómeros Capsómero de L1 (~280 kD) 5 x L1 Proteína L1 (55–57 kD) Modelo estrutural das PPV do vírus HPV

Vacina contra rotavírus

ROTAVÍRUS Vírus com genoma RNA O rotavírus é um vírus da família Reoviridae que causa diarréia grave, freqüentemente acompanhada de febre e vômito. É, hoje, considerado um dos mais importantes agentes causadores de gastroenterites e óbitos em crianças menores de 5 anos, em todo o mundo.

No mundo ocorrem cerca de 125 milhões de episódios diarréicos por Rotavírus ocorrem globalmente a cada ano, causando cerca de a óbitos por ano. Estima-se que no Brasil a taxa média de diarréia em crianças menores de três anos de idade seja em média 2,5 episódios por criança/ano, dos quais 10% (0,25) se associam aos rotavírus.

Vacina contra rotavírus RotaShield® - EUA – 1998 vacina oral atenuada tetravalente suspensa em 1999 – invaginação intestinal Rotarix®, GlaxoSmithKline – 2000 vacina oral atenuada monovalente RotaTeq®, Merck vacina oral atenuada pentavalente

Vacina contra rotavírus Rotarix®, GlaxoSmithKline incluída no calendário vacinal brasileiro desde É uma vacina oral, atenuada, monovalente (G1P[8]), cepa RIX4414. Adminstração oral. O esquema vacinal recomendado é de duas doses, aos 2 e 4 meses de idade, simultaneamente com as vacinas Tetravalente (DTP/Hib) e Sabin.

Vacinas contra HIV

A epidemia da AIDS em milhões de indivíduos HIV + 5 milhões de novas infecções/ano 3 milhões de mortes/ano 95% em países em desenvolvimento Fonte: UNAIDS

Dificuldades na obtenção de uma vacina anti-HIV HIV é um alvo difícil para anticorpos neutralizantes alvos expostos nas glicoproteínas do envelope viral são extremamente variáveis, enquanto que os sítios conservados são camuflados por super glicosilação HIV é capaz de formar DNA proviral ocorre rapidamente após infecção, dando origem a reservatórios de difícil erradicação Alta variabilidade 12 subtipos conhecidos, recombinação inter-subtípica, alta taxa de erros da transcriptase reversa

HIV vaccine approaches recombinant protein (gp120) synthetic peptides (V3) naked DNA live-recombinant vectors (viral, bacterial) whole-inactivated virus live-attenuated virus

gag precursor de 53 kDA p17 p24 p9 p7 Proteínas estruturais do core viral

Stages and continuum of vaccine development Basic research Preclinical development Clinical trials Phase I/II Phase III Safety, Immunogenicity Safety, Immunogenicity Discovery Human research in vitro & animal studies Laboratory Exploration Efficacy Vaccine conceptExperiments in primatesHuman trials Safety, immunogenicity Likelihood of protection in humans 1: Recombinant Protein – 2: Synthetic Peptides – 3: Naked DNA 4. Live-recombinant vectors- 5: Whole inactivated virus – 6: Live attenuated virus

FIM!