Com o apoio da inteligência artificial, um grupo internacional de cientistas deu um passo significativo rumo à criação de defesas mais eficazes contra o vírus da monkeypox (MPXV). Esse vírus pode causar dores intensas e, em casos graves, levar à morte, sendo especialmente perigoso para crianças, gestantes e pessoas com sistemas imunológicos comprometidos. Em um estudo publicado na Science Translational Medicine, os pesquisadores relataram que camundongos produziram anticorpos neutralizantes robustos após receber uma proteína da superfície viral identificada através da análise por IA. O resultado aponta para uma direção promissora para futuras vacinas ou tratamentos com anticorpos contra mpox.
No ano de 2022, a mpox espalhou-se por vários países, afetando mais de 150.000 pessoas. A doença provocou sintomas semelhantes aos da gripe, além de erupções cutâneas e lesões, com quase 500 mortes registradas. As autoridades de saúde confiaram nas vacinas contra varíola para proteger os mais vulneráveis, mas essas vacinas são caras e complexas de fabricar, pois utilizam um vírus inteiro, enfraquecido.
“Diferentemente de uma vacina de vírus inteiro que é grande e complicada de produzir, nossa inovação consiste apenas em uma única proteína que é fácil de criar”, afirmou Jason McLellan, professor de biosciências moleculares na Universidade do Texas em Austin e coautor principal do estudo.
Identificando Anticorpos Poderosos em Pacientes
Os outros co-autores principais do estudo, Rino Rappuoli e Emanuele Andreano, da Fondazione Biotecnopolo di Siena, na Itália, identificaram 12 anticorpos que neutralizam o MPXV. Eles encontraram esses anticorpos analisando o sangue de pessoas que se recuperaram do vírus ou que haviam sido vacinadas anteriormente. Embora os anticorpos tenham sido claramente identificados, a equipe ainda não sabia quais partes do vírus eles atacavam.
O MPXV exibe muitas proteínas diferentes em sua superfície, e pelo menos uma delas é essencial para a propagação da infecção. Alguns dos anticorpos recém-descobertos eram conhecidos por interferir nesse processo, mas os pesquisadores não sabiam qual proteína de superfície era responsável. Para projetar novos tratamentos ou vacinas, era necessário determinar a combinação correta entre o anticorpo e a proteína viral, uma característica viral crucial conhecida como antígeno.
IA Identifica uma Proteína Viral Anteriormente Ignorada
Para resolver esse enigma, o grupo de McLellan utilizou o modelo AlphaFold 3 para prever quais das aproximadamente 35 proteínas de superfície viral teriam maior probabilidade de se ligar fortemente aos anticorpos derivados de pacientes. O modelo identificou uma proteína chamada OPG153 com alta confiança, e testes laboratoriais confirmaram essa previsão. Essa descoberta indicou que o OPG153 poderia servir como um alvo valioso para o desenvolvimento de terapias baseadas em anticorpos ou para a criação de um novo tipo de vacina que ativa o sistema imunológico para combater a mpox.
“Teríamos levado anos para encontrar esse alvo sem IA”, disse McLellan, que também ocupa a Cátedra Robert A. Welch em Química e lidera o Texas Biologics, um grupo de pesquisa da UT Austin focado em inovação terapêutica. “Foi realmente emocionante porque ninguém nunca havia considerado isso para o desenvolvimento de vacinas ou anticorpos. Nunca havia sido mostrado como um alvo de anticorpos neutralizantes.”
Como o MPXV está intimamente relacionado ao vírus responsável pela varíola, essa descoberta pode ajudar na criação de vacinas ou tratamentos aprimorados para a varíola, uma doença preocupante devido à sua facilidade de transmissão e alta taxa de mortalidade.
Rumo a Vacinas e Terapias com Anticorpos de Nova Geração
A equipe está agora refinando versões do antígeno e dos anticorpos que poderiam ser mais eficazes, menos caros e mais fáceis de fabricar em comparação com as opções atuais que dependem de poxvírus enfraquecidos. O objetivo a longo prazo é testar esses antígenos de vacina contra mpox e varíola, além de tratamentos com anticorpos em humanos. McLellan se refere à sua estratégia como “vacunologia reversa.”
“Começamos com pessoas que sobreviveram à infecção pelo vírus monkeypox, isolamos os anticorpos que elas produziram naturalmente e trabalhamos de trás para frente para descobrir qual parte do vírus serviu como antígeno para esses anticorpos. Em seguida, engenheiramos o antígeno para provocar anticorpos semelhantes em camundongos”, disse McLellan.
A UT Austin registrou um pedido de patente para o uso de OPG153 (e seus derivados) como um antígeno vacinal. A Fondazione Biotecnopolo di Siena também registrou um pedido de patente para anticorpos que visam o OPG153.
Outros colaboradores da UT Austin incluem Emily Rundlet, Ling Zhou e Connor Mullins.
O apoio financeiro para este trabalho veio, em parte, da Welch Foundation.
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