Uma equipe de pesquisa da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, anunciou recentemente que uma nova vacina de DNA projetada usando inteligência artificial (IA) completou seu primeiro teste em humanos. O objetivo é fornecer proteção de amplo espectro contra todas as variantes conhecidas do coronavírus humano e vírus relacionados potencialmente transmitidos de morcegos para humanos por meio de uma única vacinação.

A vacina é descrita pelos pesquisadores como um tipo de vacina “fundamentalmente novo”, com componentes antigênicos essenciais projetados inteiramente com IA. As vacinas tradicionais geralmente têm como alvo um vírus específico e treinam o sistema imunológico para reconhecer uma ou algumas proteínas virais. No entanto, os vírus continuam a sofrer mutações. Quando a gama de mutações for suficientemente grande, o poder protetor da vacina original será significativamente reduzido. É por isso que a vacina contra a gripe precisa de ser actualizada todos os anos e a fórmula da nova vacina contra o coronavírus foi actualizada muitas vezes desde 2021. A equipa de investigação destacou que a IA fornece uma nova solução para este problema: ao analisar os dados genéticos de milhares de vírus relacionados, a IA pode detectar fragmentos de sequência que são altamente conservados entre diferentes estirpes e não são propensos a alterações durante a evolução, fornecendo assim um alvo para o desenho de uma vacina visando a "família inteira do vírus" em vez de se limitar a uma determinada estirpe conhecida.

Especificamente, a equipa de Cambridge utilizou IA para analisar o subgénero “sarbecovírus”, incluindo os vírus que causam a SARS e a COVID-19, bem como uma série de coronavírus animais, procurando características comuns que permaneceram quase inalteradas durante a evolução a longo prazo. Estas regiões estáveis ​​foram eventualmente utilizadas como alvos imunológicos para novas vacinas. Os investigadores esperam que, ao fixarem estas "fraquezas comuns" que não são propensas a mutações, possam ainda manter um certo grau de protecção cruzada quando novos vírus relacionados surgirem no futuro, ganhando assim um tempo valioso para responder a epidemias desconhecidas.

Diferente da vacina mRNA COVID-19 com a qual o público está mais familiarizado, esta nova vacina utiliza tecnologia de DNA. Em comparação com as vacinas de mRNA, as vacinas de DNA são geralmente mais estáveis ​​no armazenamento e no transporte e requerem condições de cadeia de frio mais baixas, o que é particularmente crítico para países de baixo rendimento com infra-estruturas de cadeia de frio limitadas. Além disso, a vacina não requer a injeção tradicional com agulha. Em vez disso, a vacina é injetada na pele através de um fluxo de fluido de alta pressão. Espera-se que este método de administração sem agulha reduza a dor durante a vacinação, ao mesmo tempo que facilita a implementação rápida e melhora a eficiência da vacinação em surtos de grande escala.

Do ponto de vista da saúde pública, os investigadores sublinham que, se esta abordagem técnica se revelar eficaz, espera-se que as vacinas de amplo espectro mudem a forma como os humanos respondem às doenças infecciosas emergentes. Ao serem concebidas para atingir características partilhadas entre estirpes de uma família de vírus, espera-se que as vacinas de amplo espectro proporcionem protecção básica contra vírus novos, ainda não detectados, no início de uma epidemia, permitindo que as autoridades de saúde pública interrompam as cadeias de transmissão antes que uma pandemia se desenvolva. A mesma ideia é também considerada como uma potencial “virada de jogo” no campo da gripe: actualmente, os cientistas precisam de prever antecipadamente as estirpes dominantes de cada época de gripe. Uma vez que a previsão esteja errada, o efeito protetor da vacina será bastante reduzido. Se for possível desenvolver uma “vacina universal contra a gripe” que atinja as características partilhadas de múltiplas estirpes de gripe, esta “guerra de recuperação” anual deverá terminar.

A última epidemia de Ébola realça a urgência prática desta direcção. Os recentes surtos na República Democrática do Congo e no Uganda foram provocados principalmente pela estirpe Bundibugyo, que pode contornar a protecção das vacinas existentes, colocando as comunidades locais em maior risco. Embora os investigadores estejam a desenvolver urgentemente uma nova vacina contra esta estirpe específica, uma vacina de amplo espectro contra toda a família de vírus, se implementada com antecedência, provavelmente evitará uma situação passiva semelhante de “substituição de estirpes – vacina atrasada”.

Neste último ensaio em humanos, os pesquisadores relatam que é a primeira vacina projetada por IA no mundo a ser testada em humanos. Os resultados mostraram que a vacina de DNA foi capaz de estimular o sistema imunológico dos indivíduos e produzir anticorpos que poderiam reconhecer múltiplos sarbecovírus. O ensaio também mostrou que esta via técnica era geralmente segura e bem tolerada entre os participantes. A equipa acredita que este resultado mostra que a IA tem um potencial importante na concepção de novas vacinas com "resistência à mutação" contra potenciais futuros agentes patogénicos pandémicos, e que o sistema de administração de medicamentos sem agulhas traz vantagens adicionais para a promoção da vacinação à escala global.

No entanto, os investigadores também admitem que este progresso ainda está longe de uma verdadeira “vacina universal”. Embora a resposta imune observada no presente estudo seja de amplo espectro, o nível geral ainda é moderado. Ainda não está claro por quanto tempo o efeito protetor pode ser mantido e se são necessárias doses de reforço adicionais. Além disso, são necessários ensaios clínicos maiores para verificar se a vacina pode de facto prevenir ou mitigar diferentes infecções virais em condições reais.

Os especialistas salientam que será difícil amadurecer completamente uma vacina universal que possa ser amplamente utilizada dentro de vários anos. Qualquer nova vacina ainda terá de passar por ensaios clínicos em várias fases e com grandes amostras para comprovar a sua segurança, eficácia e capacidade de protecção a longo prazo. No entanto, este estudo mostra que, com a ajuda da IA, a comunidade científica está gradualmente a aproximar-se deste objectivo, e a análise sistemática e a concepção rápida de grandes linhagens de vírus com a ajuda de algoritmos podem reduzir significativamente o tempo desde o conceito até à aplicação clínica de vacinas da próxima geração.