Pseudovírus ajudam a determinar o sucesso das vacinas e terapias de anticorpos COVID-19

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Pseudovírus ajudam a determinar o sucesso das vacinas e
terapias de anticorpos COVID-19
Ensaios que usam pseudovírus têm sido indispensáveis em nossos esforços para deter a atual
pandemia.
Crédito da imagem: Mat Napo on Unsplash
Testar vacinas e medicamentos contra vírus ativos, como o SARS-CoV-2, é um desafio devido à
natureza infecciosa do vírus, bem como a necessidade de laboratórios de contenção de nível de
biossegurança (BSL) mais altos (BSL), que são geograficamente restritos e exigem pessoal e
equipamentos treinados. Isso limita a triagem em escala maciça de amostras de sangue para anticorpos
ou avalia o sucesso de vacinas e terapias de anticorpos para a COVID-19.
Entre em pseudo vírus. Como o nome sugere, eles não são vírus reais, mas podem ser usados como
substitutos seguros em testes e experimentos. Eles são tipicamente feitos combinando a proteína
encontrada na superfície de um vírus, como a proteína de pico do SARS-CoV-2, com o genoma do
núcleo ou material genético de um vírus diferente desativado, tipicamente vírus vesiculares da etomatite
(VSV), ou um retrovírus.
A importante ressalva é que o genoma central dos pseudovírus não possui os genes essenciais
necessários para a replicação. Isso significa que os pseudovírus não podem replicar e realizar uma
infecção autêntica.
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“Os pseudovírus infectam apenas uma vez e expressam proteínas codificadas no genoma do núcleo”,
disse Sabarinath Neerukonda, pesquisador da administração de alimentos e medicamentos dos EUA
(FDA). O genoma do núcleo é geneticamente modificado para conter um gene repórter que codifica uma
proteína cuja atividade pode ser medida depois de infectar uma célula. Esta proteína repórter pode ser
uma enzima (por exemplo, luciferase de vaga-lume) ou uma proteína fluorescente (por exemplo,
proteína fluorescente verde ou vermelha). A atividade da luciferase ou uma proteína fluorescente pode
ser medida instrumentalmente em um comprimento de onda específico usando um luminômetro ou
fluorômetro, respectivamente.
Desenvolver ensaios para detectar facilmente características virais importantes e medir a capacidade de
anticorpos ou vacinar a prevenir a infecção de células saudáveis é um passo incrivelmente importante
antes de avançar para testes clínicos em humanos. Dada a dificuldade e as questões de segurança em
torno do uso de vírus vivos, os ensaios baseados em pseudovírus têm sido indispensáveis para o nosso
conhecimento e compreensão de como os vírus infectam as células e como as terapias e vacinas podem
ser desenvolvidas para detê-las.
“No caso do SARS-CoV-2, sua proteína de pico é o principal alvo reconhecido pelo sistema imunológico
para gerar anticorpos que interromam ou ‘neutralizam’ a entrada do vírus e, portanto, é um alvo chave
para o desenvolvimento de vacinas e terapias de anticorpos monoclonais”, explicou Neerukonda. “O
sucesso das vacinas e terapias de anticorpos é medido no laboratório por um ensaio de neutralização
em que um anticorpo é testado quanto à sua capacidade de neutralizar a entrada de pseudovírus. Se o
anticorpo neutraliza o pseudovírus, o pseudovírus não pode infectar a célula e, portanto, não pode
expressar a proteína do repórter e vice-versa. A atividade do repórter pode ser facilmente medida para
avaliar a potência.
Além de suas aplicações no teste da potência das vacinas e terapêuticas, os pseudovírus também
oferecem vantagens adicionais para estudar outros aspectos do SARS-CoV-2. “Por exemplo, os
pseudovírus podem ser usados para estudar quais diferentes tipos de células no corpo o SARS-CoV-2
infecta”, acrescentou Neerukonda. “Para que uma célula seja infectada, ela deve expressar receptores
apropriados que ligam a proteína de pico no vírus. Como os pseudovírus têm picos em sua superfície,
eles podem ser usados para infectar diferentes tipos de células, como aqueles provenientes de
passagens nasais, pulmão, intestino etc.
Alternativamente, os pseudovírus podem ser usados para identificar receptores e co-receptores usados
por um vírus para entrar nas células. Além disso, muitas drogas contra o SARS-CoV-2 são direcionadas
para inibir a entrada do vírus nas células e os pseudovírus podem facilitar a triagem em larga escala
dessas drogas. Finalmente, os pseudovírus podem ser usados para entregar genes nas células. O gene
que precisa ser entregue é geralmente projetado no lugar da codificação genética para a proteína do
repórter.
Para este fim, Neerukonda e seus colegas desenvolveram um ensaio de neutralização de pseudovírus
altamente sensível baseado em um retrovírus para facilitar esse tipo de pesquisa – pesquisa que é
crucial para acabar com a atual pandemia.
“Outros ensaios de pseudovírus disponíveis são baseados no sistema vesicular do vírus da estomatite
(VSV)”, disse Neerukonda. “Leva de 5 a 6 dias para gerar esses pseudovírus e mais de 2 a 3 dias para
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realizar o ensaio. Por isso, eles são tediosos. Para resolver isso, desenvolvemos esse ensaio que pode
ser concluído em 4 dias: 2 dias para gerar esses pseudovírus e mais 2 dias para realizar o ensaio.
Para facilitar a infecção por pseudovírus, a equipe projetou células estáveis que contêm receptor ACE2,
usado pelo vírus SARS-CoV-2 para entrar, bem como uma protease TMPRSS2, que permite o
processamento de picos necessário para a entrada de pseudovírus. Essas células suportam altos níveis
de infecção com pseudovírus, bem como com o autêntico SARS-CoV-2. Como o ACE2 e o TMPRSS2
são expressos em células das vias aéreas humanas que são difíceis de cultivar em laboratório, as
células que elas projetaram são úteis para a realização de ensaios em larga escala.
“As células que desenvolvemos para o ensaio suportam altos níveis de infecção em comparação com
todos os outros tipos de células por aí. Para a realização de um ensaio eficiente, a infecção é primária”,
acrescentou Neerukonda.
O tempo é um fator crítico no caso de rápida disseminação do SARS-CoV-2 e do surgimento de novas
variantes em todo o mundo. Este sistema de ensaio pode gerar resultados em um período de tempo
relativamente curto e, portanto, tem sido empregado em todo o mundo pelos pesquisadores na
academia, agências governamentais e indústria para a triagem maciça de vacinas, terapias de
anticorpos e drogas inibidoras de entrada contra a COVID-19.
“Este é um avanço extraordinário à luz do surgimento de várias variantes do SARS-CoV-2 para
investigar se as vacinas e terapias de anticorpos atualmente disponíveis protegem contra variantes
emergentes”, disse Neerukonda.
Referência: Sabari Nath Neerukonda, et al., Estabelecimento de um ensaio de neutralização de
pseudovírus lentiviral SARS-CoV-2 bem caracterizado usando células 293T com expressão estável de
ACE2 e TMPRSS2, PLOS ONE (2021). DOI: 10.1371/journal.pone.024834848
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https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0248348