VACINAS DO TIPO PARTÍCULAS SEMELHANTES A VÍRUS (VLP) À BASE DE PLANTAS: UMA REVISÃO

Emanuela Carla da Silva Luiz

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Trabalho

Título do Trabalho

VACINAS DO TIPO PARTÍCULAS SEMELHANTES A VÍRUS (VLP) À BASE DE PLANTAS: UMA REVISÃO

Autores

Emanuela Carla da Silva Luiz

Modalidade

Resumo expandido - PÔSTER ou ORAL.

Área temática

VERMELHA - Relacionada à saúde, envolve o desenvolvimento de medicamentos, tratamentos médicos, vacinas, fármacos e manipulações genéticas.

Data de Publicação

05/11/2024

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/iii-simbiotec-427979/865452-vacinas-do-tipo-particulas-semelhantes-a-virus-(vlp)-a-base-de-plantas--uma-revisao

ISBN

978-65-272-1075-7

Palavras-Chave

imunização; vacinas; plantas; VLPs; produção.

Resumo

Introdução A adoção de tecnologias baseadas em plantas para o desenvolvimento e produção de vacinas de uma lista extensa de doenças que podem ser prevenidas por meio de imunização, é uma área de grande potencial e oportunidades na biotecnologia farmacêutica (Govea-Alonso; Rybicki; Rosales-Mendoza, 2014). O desenvolvimento de vacinas à base de plantas contra doenças tropicais negligenciadas é identificado como uma prioridade chave para a exploração desta tecnologia, uma vez que podem ser produzidas formulações de baixo custo para combater doenças que afetam principalmente as populações de baixo poder aquisitivo (Rosales- Mendoza et al., 2020). Partículas semelhantes a vírus (VLPs) são uma nova geração de vacinas que se mostram seguras e podem ser rapidamente produzidas em sistemas de expressão heterólogos. Plantas podem ser amplificadas em estufas ou fazendas verticais e gerar rendimentos na escala de toneladas, além de serem substancialmente seguras pelo fato de nenhum patógeno humano ter a capacidade de se replicar nelas, eliminando o risco de contaminação por endotoxinas virais, príons ou bacterianas (Stander; Mbewana; Meyers, 2022) O objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão bibliográfica sobre vacinas VLPs à base de plantas, discorrendo sobre as características, sistemas de expressão, vantagens e limitações de uma plataforma ainda pouco explorada, mas que apresenta promissora aplicação em saúde. Considerando também custos, escalabilidade, flexibilidade de produção, além do andamento de testes clínicos de algumas vacinas candidatas do tipo VLP vegetais. Metodologia Foi elaborada uma revisão bibliográfica descritiva sobre o tema a partir de informações extraídas de bancos de dados da literatura eletrônica como: PubMed, Science Direct e National Center for Biotechnology Information (NCBI). Foram utilizados cinco descritores relacionados à temática: vacinas, imunização, VLPs, plantas e produção, ambos em português e inglês. Esses descritores conduziram a uma série de estudos, incluindo artigos, dissertações e teses filtrados dos últimos sete anos que foram usados como base deste trabalho. Outros recursos incluíram livros, revistas e materiais científicos de órgãos nacionais e internacionais de referência à temática como a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) e Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) e Agência de Alimentos e Medicamentos (FDA). Resultados e discussão Partículas semelhantes a vírus (VLPs) se assemelham a estrutura externa, composição e tamanho de vírus nativos, porém, não apresentam material genético, o que faz dessas estruturas compostos não infecciosos. As VLPs preservam a antigenicidade nativa dos vírus que elas imitam, e com isso, são capazes de provocar resposta imune celular e humoral eficientes. VLPs são consideradas vacinas recombinantes devido a modificação genética que sofrem, onde genes de interesse são inseridos ou manipulados em um organismo para expressar proteínas específicas. Uma das principais vantagens das VLPs são os seus sistemas repetitivos de exibição de antígenos responsáveis por aumentar os títulos de anticorpos quando os antígenos são exibidos continuamente pela ampliação de reticulação dos receptores de células B, e posteriormente, ativação de células B. Além disso, por possuir propriedades auto adjuvantes devido a sua particular estrutura e tamanho ideal, as VLPs são processadas eficientemente pelas células apresentadoras de antígenos (APCs), causando à ativação de células T e tornando-se uma ferramenta interessante para elevação da imunogenicidade dos antígenos (Cid; Bolívar, 2021). As VLPs por si só podem ser antígenos, o que significa que a proteína que se agrupa na VLP é o antígeno de interesse. Os atuais sistemas de expressão em plantas permitem a produção de grandes quantidades de proteína recombinante com modificações pós-traducionais, favorecendo a montagem de VLP de baixo custo e com baixo risco de introdução de patógenos humanos estranhos. Onde proteínas recombinantes podem ser produzidas em plantas transgênicas estáveis por meio da expressão em culturas de células vegetais e por expressão transitória empregando vírus de plantas modificadas ou Agrobacterium tumefaciens (Chung et al., 2021). Na expressão nuclear transitória muitas cópias de genes são entregues ao núcleo, resultando em alta produção de proteínas recombinantes (Escalante et al., 2022). A plataforma padrão da expressão transitória é a N. benthamiana com plantas cultivadas entre 4 e 6 semanas de idade usadas em combinação com a Agrobacterium tumefaciens (Shanmugaraj et al., 2021). A infiltração por vácuo no tecido foliar da planta é o método mais eficaz para produção em alta escala, levando a produção de miligramas de proteínas em poucas semanas. Os genes de interesse se tornam expressos logo após 3 dias da infiltração nas células vegetais. Já na expressão estável, é realizada a clonagem de um pedaço de DNA contendo as instruções para a produção de uma proteína que será inserida em plasmídeos. Esses plasmídeos são então introduzidos em bactérias Agrobacterium tumefaciens, que ao entrar em contato com as plantas, transferem o DNA para elas. Para induzir a produção das proteínas desejadas nas plantas, são utilizados "interruptores" especiais chamados promotores, que podem ser ativados por diferentes substâncias ou condições físicas. As principais expressões de plantas seguem quatro etapas. Primeiro, é feita a escolha da planta hospedeira de acordo com as características de interesse. Depois define-se o vetor, que pode ser a bactéria A.?tumefaciens causadora de tumores em vegetais e com elevada transferência de DNA em plantas ou vetores de vírus de plantas que comumente são entregues pela própria A. tumefaciens. Em seguida, se faz a transfecção de plantas por inoculação mecânica, agroinfiltração ou infiltração a vácuo. Por fim, a purificação da proteína alvo que finaliza o processo de expressão, utilizando métodos de separação sólido-líquido (filtração por membrana ou centrifugação) e determinados tipos de cromatografia em diversas etapas. A Medicago Inc. (EUA e Canadá) desenvolveu a primeira vacina VLP produzida em plantas contra a doença do coronavírus 2019 (COVID-19) destinada ao uso humano, denominada CoVLP. Oficialmente, aprovada em fevereiro de 2022 pelo Health Canada, após resultados positivos nos ensaios clínicos de fase III conduzidos por Hager et al. (2022), a vacina, registrada como COVIFENZ © (NCT04636697), foi avaliada quanto à imunogenicidade, segurança e eficácia da formulação e do regime de dosagem. O estudo mostrou que a vacina teve eficácia de 78,8% nos participantes com doenças moderadas a graves e 74% de eficácia em pacientes soronegativos para a doença. Adicionalmente, a vacina mostrou 69,5% de eficácia contra a COVID-19 causada por cinco variantes distintas, incluindo delta, gama, alfa, lambda e mu. Antes da COVID-19, a vacina contra a gripe desenvolvida pela Medicago Inc. (Quebec, Canadá), destacava-se como a principal candidata para impulsionar a presença das vacinas produzidas em plantas no cenário comercial. Em 2020, a vacina VLP quadrivalente contra a influenza completou os ensaios clínicos de fase 3, destacando-se como vacinas humanas derivadas de plantas em estágios clínicos finais. Este avanço foi caracterizado pela sua excelente tolerância e pela capacidade de proporcionar uma proteção substancial contra o vírus influenza em adultos (Citiulo, 2021). O recente desenvolvimento de sistemas de expressão transitória baseados em vírus de plantas aumentou muito a velocidade e o rendimento da produção de VLP’s. No entanto, para que vacinas à base de plantas se tornem mais amplamente disponíveis, vários desafios ainda precisam ser ultrapassados. Fischer; Buyel, (2020), elencam fatores que afetam a seleção de sistemas de expressão baseados em plantas, sendo eles: tempo de colocação no mercado; quantidade de tempo necessária para pesquisa e desenvolvimento (P&D); escalabilidade; e aprovação regulatória. A relutância das grandes farmacêuticas em passar das plataformas de produção convencionais para as da nova geração também é um obstáculo a ultrapassar. Novas modificações na tecnologia usada para criar e entregar vacinas impacta a indústria e leva a uma segmentação maior do mercado, pois qualquer diminuição ou alteração no ciclo de vida do produto da vacina original e custos totais da apresentação original não são recuperados e o fabricante é pressionado a investir mais para manter a quota de mercado (Kumraj et al., 2022). Conclusão Por fim, foi possível observar que esta abordagem aproveita as vantagens das plantas como sistemas de expressão, levando a vacinas potencialmente mais seguras, eficazes, acessíveis e sustentáveis para uma variedade de doenças infecciosas. Além disso, as vacinas VLPs de plantas podem ajudar a superar desafios logísticos e de distribuição, especialmente em regiões com infraestrutura limitada, contribuindo para a saúde global e reduzindo a carga de doenças. Essa área de pesquisa também pode impulsionar a inovação biotecnológica e promover avanços na medicina preventiva. O caminho das vacinas à base de plantas chegar ao mercado e ter sua tecnologia explorada substancialmente ainda é longo. A construção desde o nível de pesquisa básica a nível industrial regulamentar precisa de reformas técnicas que cumpram os requisitos regulamentares, promovendo conjuntamente a aceitação social e políticas de exploração da tecnologia para países em desenvolvimento.

Título do Evento: III Simbiotec
Cidade do Evento: João Pessoa
Título dos Anais do Evento: Anais do Simbiotec
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

LUIZ, Emanuela Carla da Silva. VACINAS DO TIPO PARTÍCULAS SEMELHANTES A VÍRUS (VLP) À BASE DE PLANTAS: UMA REVISÃO.. In: Anais do Simbiotec. Anais...João Pessoa(PB) UFPB, 2024. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/iii-simbiotec-427979/865452-VACINAS-DO-TIPO-PARTICULAS-SEMELHANTES-A-VIRUS-(VLP)-A-BASE-DE-PLANTAS--UMA-REVISAO. Acesso em: 30/06/2025