Development of a combined GMMA and glycoconjugate iNTS-TCV trivalent vaccine against invasive salmonellosis

Em muitas partes da África subsaariana, uma ameaça silenciosa e mortal espreita na água e nos alimentos que as crianças consomem. Ela vem de uma família de bactérias conhecidas como Salmonella. Enquanto alguns tipos desta bactéria causam o familiar mal-estar estomacal conhecido como intoxicação alimentar, outros tipos podem invadir a corrente sanguínea, levando a uma condição grave chamada salmonelose invasiva não tifoide. Esta doença atinge com mais força as crianças pequenas, muitas vezes matando-as antes que possam ser devidamente diagnosticadas ou tratadas, especialmente em regiões onde o acesso a antibióticos eficazes é limitado ou onde a bactéria se tornou resistente a medicamentos comuns. Ao mesmo tempo, uma versão relacionada, mas distinta, da bactéria, que causa a febre tifoide, continua a adoecer milhões de pessoas em todo o mundo. Durante décadas, cientistas trabalharam para criar vacinas contra estas ameaças. Embora exista uma vacina para a febre tifoide, não houve até agora uma vacina licenciada para deter as infeções invasivas da corrente sanguínea causadas pelos outros tipos de Salmonella. O desafio tem sido encontrar uma forma de proteger contra múltiplos estirpes perigosas ao mesmo tempo, sem criar uma vacina que seja demasiado complexa de fabricar ou demasiado agressiva para o corpo humano suportar.

Uma equipa de investigadores do Instituto de Saúde Global da GSK Vaccines deu um passo significativo para resolver este problema, desenvolvendo um novo candidato a vacina de três partes. O seu trabalho foca-se na combinação de duas tecnologias de vacinação diferentes numa única dose. A primeira tecnologia envolve minúsculas bolhas retiradas da camada externa da bactéria, que atuam como um sistema de entrega natural para o sistema imunitário. A segunda é um método comprovado para a criação de uma vacina contra a febre tifoide, no qual um revestimento de açúcar da bactéria é ligado a uma proteína inofensiva para ajudar o corpo a reconhecê-la. O objetivo era ver se estas duas abordagens muito diferentes poderiam funcionar juntas numa única mistura para proteger contra os dois estirpes de Salmonella invasivas mais comuns e a bactéria da tifoide simultaneamente.

Os investigadores começaram por criar os componentes bacterianos necessários para a vacina. Eles modificaram estirpes de Salmonella Typhimurium e Salmonella Enteritidis, os dois tipos responsáveis pela grande maioria das infeções invasivas, para libertarem naturalmente as suas bolhas de membrana externa. Estas bolhas, conhecidas como GMMA, transportam os marcadores específicos que o sistema imunitário precisa de aprender para combater as bactérias. Numa tentativa de tornar a produção futura mais fácil e adaptável para nações em desenvolvimento, a equipa testou um novo método de cultivar estas bactérias em biorreatores de uso único, que são contentores flexíveis que não requerem a limpeza e validação pesadas dos tanques de aço tradicionais. Eles produziram com sucesso grandes lotes destas bolhas, confirmando que o novo método de fabrico funcionava tão bem quanto o antigo. Em seguida, misturaram estas bolhas com o componente da vacina da tifoide, que consiste numa molécula de açúcar da bactéria da tifoide ligada a uma proteína transportadora. A mistura foi cuidadosamente formulada para que as bolhas bacterianas aderissem a um gel mineral, enquanto o componente da tifoide permanecesse livre na solução, garantindo que todas as partes da vacina permanecessem estáveis e eficazes.

Quando a equipa testou esta nova combinação em ratos, descobriu algo inesperado e promissor. Eles temiam que a mistura destes diferentes componentes da vacina pudesse causar interferência entre si, tornando o produto final menos eficaz do que se as partes fossem administradas separadamente. Em vez disso, os resultados mostraram o oposto. Os ratos que receberam a vacina combinada produziram anticorpos fortes contra todos os três alvos bacterianos. Mais importante ainda, a resposta imunitária ao componente da tifoide foi, de facto, mais forte na vacina combinada do que quando a vacina da tifoide foi administrada sozinha. Os ratos produziram níveis mais elevados de anticorpos, e esses anticorpos foram melhores a matar as bactérias em testes laboratoriais. Isto sugeriu que as bolhas bacterianas não estavam apenas sentadas passivamente na mistura; elas estavam a ajudar ativamente a reforçar a reação do corpo à parte da tifoide da vacina.

Para compreender por que razão este reforço aconteceu, os investigadores analisaram de perto como as células imunitárias reagiram à vacina. Eles descobriram que as bolhas bacterianas desencadearam um sinal inflamatório forte, libertando um conjunto específico de mensageiros químicos que recrutam e ativam as células imunitárias. Este ambiente pareceu encorajar o sistema imunitário a produzir um tipo de anticorpo mais diversificado e poderoso contra a bactéria da tifoide, um tipo mais adequado para uma proteção de longo prazo. Em contraste, a vacina da tifoide administrada sozinha não desencadeou este mesmo nível de atividade. O estudo também confirmou que a nova vacina era segura. Quando testada em coelhos, a vacina causou apenas reações leves e temporárias no local da injeção, como inchaço, o que é um sinal normal de que o sistema imunitário está a funcionar. Os animais não apresentaram sinais de doença grave ou toxicidade sistémica, e as suas temperaturas corporais regressaram ao normal rapidamente após as injeções.

Os investigadores também verificaram a estabilidade da vacina ao longo do tempo. Armazenaram amostras a temperaturas de refrigeração padrão e testaram-nas após dezoito meses. A vacina permaneceu potente, o que significa que funcionava tão bem como quando foi fabricada pela primeira vez, e as suas propriedades físicas não mudaram. Esta estabilidade é crucial para uma vacina destinada a ser utilizada em regiões onde a cadeia de frio para armazenamento pode ser difícil de manter. A equipa produziu com sucesso a vacina utilizando tanto métodos de laboratório de pequena escala como processos de fabrico de maior escala, provando que a receita podia ser ampliada para produzir doses suficientes para ensaios clínicos.

Este trabalho demonstra que é possível fundir duas tecnologias de vacinação distintas num único produto eficaz. A combinação não apenas funcionou; ela potenciou a proteção contra a febre tifoide enquanto fornecia simultaneamente proteção contra as estirpes de Salmonella invasivas que atualmente não possuem vacina. As descobertas sugerem que as bolhas bacterianas atuam como um ajudante natural, ou adjuvante, que fortalece a resposta imunitária sem a necessidade de reforços químicos adicionais. Embora estes resultados sejam de estudos em animais, eles fornecem uma base sólida para avançar. O candidato a vacina já avançou para ensaios humanos para testar a sua segurança e eficácia em pessoas, oferecendo uma nova ferramenta potencial para reduzir o fardo das infeções bacterianas mortais nas populações mais vulneráveis do mundo.