Com a ajuda da inteligência artificial, uma equipa internacional de cientistas deu um passo inicial importante no desenvolvimento de uma defesa mais eficaz contra o vírus da varíola dos macacos (MPXV). O vírus pode causar dor intensa e, em casos graves, morte, sendo que crianças, mulheres grávidas e pessoas com sistema imunológico comprometido correm maior risco. Em um estudo publicado pelo Dr. Medicina Translacional CientíficaOs pesquisadores relataram que os ratos desenvolveram fortes anticorpos neutralizantes após receberem uma proteína de superfície viral identificada por análise de IA. Os resultados apontam para uma direção promissora para futuras vacinas MPox ou tratamentos com anticorpos.
Em 2022, o mpox espalhou-se por muitos países e adoeceu mais de 150.000 pessoas. A doença causou sintomas semelhantes aos da gripe, com erupções cutâneas e feridas, e matou cerca de 500 pessoas. As autoridades de saúde confiaram nas vacinas contra a varíola para proteger os mais vulneráveis, mas estas vacinas são caras e difíceis de produzir porque utilizam um vírus inteiro e enfraquecido.
“Ao contrário de uma vacina de vírus completo que é grande e complicada de produzir, a nossa invenção é uma proteína única que é fácil de produzir”, disse Jason McLellan, professor de biologia molecular na Universidade do Texas em Austin e co-autor principal do estudo.
Detecção de anticorpos potentes em pacientes
Os outros autores principais do estudo, Rino Rappuoli e Emanuele Androno da Fondazione Biotecnopolo di Siena, na Itália, identificaram 12 anticorpos que neutralizam o MPXV. Esses anticorpos são encontrados por meio da análise do sangue de pessoas que se recuperaram do vírus ou que foram previamente vacinadas. Embora os anticorpos fossem claros, a equipe ainda não sabia quais partes do vírus eles visavam.
O MPXV apresenta diversas proteínas em sua superfície e pelo menos uma delas é essencial para a propagação da infecção. Sabia-se que alguns anticorpos recentemente descobertos interferiam neste processo, mas os investigadores não sabiam quais proteínas de superfície eram responsáveis. Para conceber novos tratamentos ou vacinas, é necessário determinar o emparelhamento correto entre anticorpos e proteínas virais. Esta característica viral central é conhecida como antígeno.
IA identifica proteínas virais anteriormente negligenciadas
Para resolver este enigma, o grupo de McLellan utilizou o modelo Alphafold 3 para prever quais das cerca de 35 proteínas da superfície viral poderiam ligar-se fortemente aos anticorpos derivados do paciente. O modelo identificou uma proteína chamada OPG153 com alta confiança, e experimentos de laboratório confirmaram a previsão. Esta descoberta indica que a OPG153 pode servir como um alvo valioso para o desenvolvimento de terapias baseadas em anticorpos ou para a concepção de um novo tipo de vacina que active o sistema imunitário para combater a varíola.
“Sem a IA, levaria anos para encontrar esse alvo”, disse McLellan, que é Robert A. em química. Welch também ocupa a presidência e ajuda a liderar o Texas Biologics, um grupo de pesquisa da UT Austin focado em inovação terapêutica. “Foi realmente emocionante porque ninguém havia considerado isso para o desenvolvimento de vacinas ou anticorpos antes. Nunca foi demonstrado que fosse um alvo para anticorpos neutralizantes”.
Como o MPXV está intimamente relacionado com o vírus responsável pela varíola, a descoberta poderá ajudar a desenvolver vacinas ou tratamentos melhorados para a varíola, uma doença preocupante devido à sua facilidade de transmissão e elevada taxa de mortalidade.
Rumo a vacinas e terapias de anticorpos de próxima geração
A equipa está agora a refinar versões de antigénios e anticorpos que podem ser mais eficazes, menos dispendiosos e mais fáceis de produzir do que as alternativas actuais 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 técnica como “vacinologia reversa”.
“Começamos com sobreviventes da infecção pelo vírus da varíola dos macacos, isolamos anticorpos que eles produziram naturalmente e trabalhamos de trás para frente para descobrir qual parte do vírus servia 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 registrou um pedido de patente para anticorpos direcionados ao OPG153.
Contribuidores adicionais da UT Austin incluem Emily Rundlett, Ling Zhu e Connor Mullins.
Parte do apoio financeiro para este trabalho veio da Fundação Welch.
