Embora a maioria das pessoas tenha começado a ouvir falar sobre vacinas de DNA* e RNAm** no ano passado, essas tecnologias tem sido desenvolvidas há décadas. Em 1990, cientistas começaram a explorar como o DNA e o RNAm poderiam ser transferidos para um organismo para produzir certas proteínas*** [1], o que levou mais tarde ao desenvolvimento de vacinas de DNA e RNAm. Como explicamos em este post, DNA e RNAm são tipos de material genético. Em uma célula, o DNA é transcrito em RNAm, que é então traduzido em proteínas.
No contexto da vacinação, só precisamos saber a seqüência genética do patógeno para criar uma vacina de DNA ou RNAm. Como os cientistas não precisam lidar com o patógeno em si, mas apenas com sua seqüência genética, estas vacinas tendem a ser produzidas mais rapidamente (mais informações no este post). Outra vantagem é que as vacinas de DNA e RNAm são mais direcionadas porque incluem apenas as instruções para o antígeno de interesse (ou seja, a proteína que deve desencadear a resposta imunológica e ensinar nosso corpo a combater a infecção).
No caso das vacinas de DNA, o DNA precisa entrar dentro do núcleo das nossas células. Esse DNA estranho permanecerá como um "plasmídeo"**** extracromossômico. Em outras palavras, ele não será incorporado em nossos cromossomos*****, mas permanecerá flutuando no núcleo como material adicional. Em um estudo onde vacinas de DNA foram injetadas no músculo, cientistas descobriram que o DNA não se insere significativamente em nosso genoma. Em outras palavras, o risco de que o DNA da vacina integre ou altere nosso DNA é insignificante [2]. Somente determinados métodos de fornecimento de DNA, como a eletroporação (utilizando eletricidade), estão associados a um risco relativamente maior [2].
No caso das vacinas de RNAm, esse risco nem sequer existe. Em este texto, discutimos como nosso corpo flui naturalmente no sentido DNA → RNA → proteína, e os seres humanos não têm um mecanismo para reverter esse fluxo. Portanto, o mRNA na vacina não será incorporado ao nosso genoma porque não pode ser convertido em DNA e nem sequer entra no núcleo.
Quando comparamos uma vacina tradicional baseada em proteínas, versus uma vacina de RNAm, versus uma vacina de DNA, existem várias diferenças [3]. Como o DNA tem as instruções para fazer o mRNA, e o mRNA tem as instruções para construir proteínas, há uma amplificação do sinal ao longo do caminho. Assim, em teoria, o "sinal" deveria ser mais amplificado em uma vacina de DNA, seguido pela vacina de RNAm e, em terceiro lugar, uma típica vacina inativada contra o vírus baseado em proteínas [3]. Entretanto, esta amplificação não resulta necessariamente em uma resposta imune maior.
Em ensaios clínicos, parece que algumas vacinas de DNA geram uma resposta imune, mas ela pode não ser suficientemente forte para mostrar benefícios claros (esta afirmação se refere às vacinas de DNA em geral; entretanto, algumas vacinas de DNA para COVID-19 estão atualmente sendo desenvolvidas e avaliadas [4]). São necessárias mais pesquisas sobre como otimizar as vacinas de DNA para melhorar a resposta imune que elas geram e seu impacto na sociedade. Assim, os cientistas estão elaborando alternativas para prevenir a degradação do DNA, facilitar sua entrada no núcleo e aumentar a entrega do DNA em células-alvo [5].
Em contraste, como mencionamos anteriormente, uma vacina de RNAm tem uma vantagem: ela não precisa entrar no núcleo. De fato, o RNAm já está um passo mais próximo de produzir a proteína e gerar uma resposta imunológica. Além disso, uma vacina de RNA estimula o sistema imunológico muito mais do que uma vacina de DNA. Entretanto, o RNAm é relativamente instável, e alguns medicamentos podem afetar seu processamento [3].
Em geral, as vacinas de DNA e RNAm têm sido exploradas e pesquisadas por muitos anos. Atualmente, as vacinas de RNAm têm sido particularmente úteis na prevenção da COVID-19, e abriram novas linhas de pesquisa. Como muitas pessoas estão preocupadas com a mudança de suas informações genéticas, é importante lembrar que as vacinas do RNAm não mudam nosso genoma. De fato, no corpo humano, o RNAm não pode naturalmente se transformar em DNA, portanto não entra no núcleo nem se integra aos nossos cromossomos.
*DNA - ácido desoxirribonucleico, um dos ácidos nucléicos encontrados nas células vivas. O DNA é formado por 4 nucleotídeos, que podem ser organizados em diferentes seqüências de diferentes comprimentos, como as letras podem ser organizadas para formar textos diferentes. Neste caso, o "texto" definido pela seqüência de nucleotídeos contém as instruções para formar um organismo inteiro. O DNA é normalmente encontrado como um fio duplo pareado, em uma forma conhecida como dupla hélice.
**RNA - Ácido ribonucleico, um dos ácidos nucléicos encontrados nas células. Ele é transcrito do DNA. Existem muitos tipos de RNAs, alguns dos quais podem ter uma função específica controlando ou regulando alguns processos que ocorrem dentro das células, enquanto outros (conhecidos como RNAs mensageiros, ou RNAm) carregam a informação genética que pode ser traduzida em proteínas por ribossomos.
***Proteína - uma molécula que forma a estrutura e dá função aos organismos no nível mais básico. As proteínas consistem de aminoácidos, que podem ser combinados em seqüências variadas para formar estruturas protéicas com diferentes funções nas células.
****Plasmídeo - Pequena molécula circular de DNA separada do DNA de cromossomos. Eles são encontrados principalmente em bactérias e normalmente incluem um gene que oferece algumas vantagens para a sobrevivência, como resistência a antibióticos.
*****Cromossomo - uma molécula de DNA longa que pode ser compactada formando estruturas menores e mais densas dentro das células. Esta compactação é possível graças à ajuda de algumas proteínas. Os cromossomos contêm todo ou parte do material genético de um organismo. Os seres humanos geralmente têm 46 cromossomos por célula.
________________________
Escrito por: Nicole
Editado por: María e Natasha
Traduzido por: Alex
Biodecoded é um grupo de voluntários comprometidos a compartilhar informação científica precisa e confiável. Se você tiver dúvidas sobre esse tópico ou se quiser saber mais, comente abaixo ou nos envie suas perguntas.
Referências (em inglês):
Wolff, J. A., Malone, R. W., Williams, P., Chong, W., Acsadi, G., Jani, A., & Felgner, P. L. (1990). Direct gene transfer into mouse muscle in vivo. Science (New York, N.Y.), 247(4949 Pt 1), 1465–1468. https://doi.org/10.1126/science.1690918
Wang, Z., Troilo, P. J., Wang, X., Griffiths, T. G., Pacchione, S. J., Barnum, A. B., Harper, L. B., Pauley, C. J., Niu, Z., Denisova, L., Follmer, T. T., Rizzuto, G., Ciliberto, G., Fattori, E., Monica, N. L., Manam, S., & Ledwith, B. J. (2004). Detection of integration of plasmid DNA into host genomic DNA following intramuscular injection and electroporation. Gene therapy, 11(8), 711–721. https://doi.org/10.1038/sj.gt.3302213
Liu M. A. (2019). A Comparison of Plasmid DNA and mRNA as Vaccine Technologies. Vaccines, 7(2), 37. https://doi.org/10.3390/vaccines7020037
Silveira, M. M., Moreira, G., & Mendonça, M. (2021). DNA vaccines against COVID-19: Perspectives and challenges. Life sciences, 267, 118919. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.118919
Hobernik, D., & Bros, M. (2018). DNA Vaccines-How Far From Clinical Use?. International journal of molecular sciences, 19(11), 3605. https://doi.org/10.3390/ijms19113605
Comments