Combatendo a crise do petróleo com ideias mirabolantes...

Mas se o post é sobre crise de petróleo, porque raios tem uma foto de algas marinhas?

O petróleo vai acabar um dia. É um fato. As reservas de petróleo demoram milhares de anos para se formar, e nós humanos somos capazes de consumir um poço de petróleo inteiro em poucas dezenas de anos. E nem adianta, não há pré-sal que dê conta dessa matemática. Um dia vai acabar, ponto final. Essa questão não é nem um pouco nova, pelo contrário, ela existe desde pelo menos 1956, quando o fechamento do Canal de Suez pelo Egito deu início à primeira crise do petróleo. O mundo deu-se conta de que as reservas eram, sim, finitas, e pior, estavam muito mal distribuídas pelo globo...

Aos poucos (e enfatizem o aos poucos) o mundo passou a pensar e procurar novas fontes de combustíveis que fossem renováveis, ao contrário dos poços de petróleo. O Brasil teve (e tem) um papel pioneiro, lançando o programa pró-álcool em 1975, dois anos após a segunda crise do petróleo, em 1973, que consistia em produzir bioetanol a partir de cana-de-açúcar. Os EUA tentaram imitar (uns trinta anos mais tarde), produzindo bioetanol a partir de milho (uma tremenda furada, já que o rendimento é baixíssimo comparado com o processo brasileiro). Várias outras fontes de biocombustíveis foram e vêm sendo testadas, mas todas têm um problema em comum: elas competem com os alimentos. A cana por exemplo. Já estamos mais do que acostumados em ouvir que o açúcar ficou mais caro por conta da demanda por álcool combustível, ou vice-versa. E quando a fonte não é comestível, há a questão da competição por terras. Ou seja, hectares que forem ser usados para plantio de mamona (que não é comestível, por exemplo), para gerar biocombustíveis, poderiam estar sendo usados para plantar comida, oras! E acreditem, terras cultiváveis serão disputadíssimas num futuro (infelizmente) não muito distante.

Mas um estudo que ganhou a capa da Science no mês passado pode mudar esse horizonte sombrio. Os pesquisadores, que trabalham numa empresa de biotecnologia da Califórnia, usaram uma Escherichia coli geneticamente modificada para transformar algas marinhas em bioetanol. A E. coli é sem dúvida a bactéria mais estudada do mundo, e está pertinho de você. Na verdade, dentro de você. Ela naturalmente habita o cólon de animais de sangue quente, e é frágil, quase não sobrevive fora do organismo de alguém (por isso ela é usada como indicador de poluição recente, pois se você encontrar E. coli em algum ambiente é porque houve algum tipo de contaminação tão recente que a E. coli ainda nem morreu).

A E. coli é capaz de fermentar alguns carboidratos (açúcares), ajudando na sua digestão (e também faz vitamina K de graça pra você, que é incapaz de sintetizá-la). Mas a E. coli não consegue degradar algas marinhas. As algas são compostas de três tipos de açúcar: alginato, manitol e glucana. Naturalmente, a E. coli é capaz de degradar o manitol e a glucana, mas não o alginato. O alginato é um carboidrato composto de repetições lineares de dois açúcares individuais, como uma “correntinha” enorme feita de dois “elos” diferentes. O que os pesquisadores fizeram foi inserir os genes responsáveis pela degradação do alginato na E. coli, mas não apenas isso. Eles transformaram a bactéria numa plataforma completa de degradação de alginato. Eles inseriram na E.coli mais de 20 genes de diferentes origens: Vibrio splendidus, uma bactéria marinha capaz de degradar algas, Pseudoalteromonas, outra bactéria marinha que também coloniza algas, e Zymomonas mobilis, uma bactéria capaz de produzir etanol em altos níveis. Esses genes foram capazes de degradar o alginato de uma “correntinha” de açúcar para apenas alguns “elos”, transportar essas pequenas cadeias para dentro da bactéria, separar os elos até açúcares individuais, transformá-los em intermediários, até que pudessem ser aproveitados pelas próprias vias da E. coli produzindo por fim uma molécula que poderia ser transformada em etanol (através dos genes da Zymomonas).

Representação esquemática das vias de degradação de alginato "implantadas" na E. coli 

No total, aproximadamente 40 Kilobases foram inseridos na pobre E. coli. O genoma da E. coli tem apenas 1 cromossomo circular de pouco mais de 4 Megabase, ou seja, quatro milhões de pares de bases nitrogenadas (aquelas letrinhas A, T, C, G, que codificam o DNA). Eles adicionaram 40.000 pares de bases, o que corresponde a 1% do genoma da bactéria! Acredite em mim, isso é muita coisa! Num laboratório comum, não se consegue nem mesmo colocar mais do que 20 Kilobases DENTRO da bactéria. Imagine colocar tudo isso integrado dentro do GENOMA dela! Essa E. coli deve ter batido o recorde de organismo mais geneticamente modificado.

Depois dessa manipulação toda, eles finalmente testaram a capacidade da bactéria de degradar a alga e produzir etanol. Eles adicionaram alga pulverizada (uma farofa de alga praticamente) na cultura de E. coli e monitoraram o consumo de açúcares e a produção de etanol. Os resultados foram bem positivos. Conseguiu-se 0,281 gramas de etanol para cada grama de alga seca utilizada, o que corresponde a 80% do rendimento teórico, ou seja, a bactéria transformou 80% dos açúcares da alga em etanol (até porque, a alga não é feita só de açúcar). E sabe qual a melhor parte? Já existem "fazendas" de algas, mas você não precisa de terras pra cultivar algas! E com quase 70% do globo coberto por mares, estamos longe de ter uma disputa por "mares cultiváveis".

"Fazenda" de algas marinhas na China

Os próximos passos agora devem ser escalonar o processo, pra crescer a bactéria em grandes volumes, podendo assim, usar muita alga e conseguir muito etanol, já que todos os testes foram feitos em escala de laboratório. E num futuro talvez não tão distante você poderá abastecer seu carro com bioetanol feito de algas. Pode falar, você já pode ter pensado em muitas alternativas pra solucionar a crise da falta de petróleo, mas aposto que NUNCA imaginou que a solução pudesse envolver algas e bactérias!

Por isso esse estudo é um bom exemplo de muitas coisas: um bom exemplo de contribuição da ciência à uma necessidade global, um bom exemplo de que organismos geneticamente modificados não se limitam às sementes da Monsanto, um bom exemplo de que organismos geneticamente modificados não são necessariamente ruins, e um bom exemplo de que coisas loucas e não convencionais podem dar certo.

Mensagem pra levar pra casa: Não limite seu pensamento!

Por Luiza Montenegro Mendonça.

Figuras retiradas daqui.
É muito estranho escrever ideia sem acento...

Wargacki, A., Leonard, E., Win, M., Regitsky, D., Santos, C., Kim, P., Cooper, S., Raisner, R., Herman, A., Sivitz, A., Lakshmanaswamy, A., Kashiyama, Y., Baker, D., & Yoshikuni, Y. (2012). An Engineered Microbial Platform for Direct Biofuel Production from Brown Macroalgae Science, 335 (6066), 308-313 DOI: 10.1126/science.1214547

Feynman e a vida

Richard Feynman morreu em 1988 de cancêr, mas não antes de deixar sua marca na história da Ciência. Ele foi considerado um dos maiores físicos da humanidade, na companhia de Einstein e outros... Seus estudos permitiram grandes avanços na compreensão de como as partículas subatômicas interagem entre si, e foi um marco na mecânica quântica. Seu trabalho lhe rendeu um Nobel, mas, acreditem se quiser, ele nunca deu muita importância pra isso. Feynman sempre foi conhecido pela sua sinceridade quase áspera, e uma racionalidade extrema. Nem por isso ele era uma pessoa dura, pelo contrário, Feynman também era conhecido pelo seu bom-humor, o que transparece nos títulos de alguns de seus livros como: Deve ser brincadeira, Sr. Feynman! Aparece também em algumas de suas frases célebres como: Eu não vou simplificar, vou lhe mostrar as coisas como são, e espero que você aceite a natureza como ela é, absurda. Não gostou? Vá catar outro universo!

Em sua vida ele teve a oportunidade de fazer história, trabalhou no projeto Manhattan, ajudou a investigar o desastre do Challenger e "profetizou" a nanotecnologia. Ele passou uma temporada aqui no Brasil, dando palestras para o CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), aquele mesmo que fica atrás do Rio Sul...

Mas o mais encantador quanto a Feynman é realmente o jeito que ele encarava o mundo e natureza. E alguns desses pontos de vista estão reunidos numa pequena série produzida por Reid Gower (que também produziu uma série sobre o grande Carl Sagan). Eu vi e não pude deixar de colocá-la aqui, ela dispensa descrições, apenas assistam. O áudio foi extraído de diversas palestras e entrevistas de Feynman e as imagens são simplesmente belíssimas. As legendas foram feitas pelo pessoal do blog Bule Voador.

Por Luiza Montenegro Mendonça.

Ciência: Se você não cometer erros, está fazendo errado...

Ciência
Se você não cometer erros, você está fazendo errado.
Se você não corrigir esses erros, você está fazendo muito errado.
Se você não consegue aceitar que está errado, você não está fazendo de maneira alguma.

Até o ano passado, existiam dois tipos de revistas científicas (generalizando bastante). Agora existem três! A grande maioria das revistas são aquelas que publicam estudos com descobertas significativas. Ou seja, o trabalho deve ser inédito e trazer alguma contribuição à área. E muitas vezes, não basta trazer UMA contribuição, deve ser uma grande contribuição. E a diferença entre contribuição, grande contribuição e pequena contribuição é muito subjetiva.

Já tinha explicado aqui como a ciência funciona (simplificadamente). Temos uma pergunta, formulamos uma hipótese, pensamos nos experimentos que precisamos fazer para testar e essa hipótese, fazemos os experimentos, e vemos se os resultados sustentam a hipótese ou não. E, não raro, apesar de belíssima (e de dar muito trabalho) a teoria é refutada. Resumindo, não descobrimos qual é a explicação de um determinado fenômeno, mas descobrimos qual NÃO é. Isso é importante, pois resultados negativos são resultados, e a sua publicação evita duplicação de esforços, ou seja, cientistas da mesma área não irão tentar os mesmos experimentos, e além disso, a publicação abre espaço para discussão sobre os motivos pelos quais os experimentos não tiveram os resultados esperados. Em ambos os casos, o resultado é o mesmo: economia de tempo e de recursos.

O grande problema é que as revistas tradicionais não costumar ver com bons olhos trabalhos onde uma explicação convincente não é alcançada (pra eles, isso não é uma contribuição significativa), a não ser que venham de grupos de pesquisa muito conceituados na área. Então refutações de hipóteses ficavam sem um lugar para serem publicadas, mesmo que fossem bem estruturadas (e tenham sido resultado de muito investimento financeiro e de tempo de trabalho). Literalmente, um desperdício.

Por isso, de uns tempos pra cá, um segundo tipo de revista científica passou a existir, as revistas dos resultados negativos! Isso mesmo, o negativo tá até no nome: Journal of Negative Results in Biomedicine, Journal of Negative Results — Ecology andEvolutionary Biology, Journal of Pharmaceutical Negative Results , Journal of Interesting Negative Results, entre outros… Não se engane, o objetivo não é publicar resultados errados, mas sim resultados negativos e essa diferença é muito maior do que você imagina. Tecnicamente, tudo deve ser perfeito. Essas revistas publicam pesquisas de refutação de hipóteses, não pesquisas feitas com experimentos errados ou que não funcionaram! Nem adianta tentar publicar aquele Western Blot* que nunca apareceu banda nenhuma!

E agora, um terceiro e inusitado tipo de revista científica pode acelerar ainda mais o progresso da ciência no mundo. Chama-se Journalof Errology, e seu objetivo principal é a publicação de pesquisas que NÃO deram certo, mas que não deram certo mesmo! Como aquele problema que você nunca conseguiu solucionar, não importa o quão bom estivesse na teoria, como o seu Western Blot que nunca funcionou. Ela também aceitará resultados negativos, mas o foco dela será aqueles obstáculos que sempre aparecem em qualquer trabalho, como um protocolo que nunca funcionou como deveria, e como o pesquisador conseguiu contorná-lo ou substituí-lo. E erros, sim, erros!

A revista tem como editor o biólogo Eduardo Fox, da UFRJ, e aceitará trabalhos de todo mundo. A revista conta ainda com outra inovação, essa no campo da revisão dos artigos. Tradicionalmente, os trabalhos são recebidos nas revistas e revisados por alguns cientistas da área que irão analisar se os experimentos estavam adequados, se todos os controles foram realizados, se as conclusões estavam bem fundadas e etc... E esses revisores darão um parecer favorável ou desfavorável à publicação do estudo. O problema é que cada cientista tem seus “assuntos preferidos”, digamos assim, e não é simples dissociar isso do trabalho de revisão. Isso numa revista que tem como objetivo a publicação de resultados errados poderia ser desastroso. Por isso, a Journal of Errology contará com um sistema inovador. A revisão poderá ser feita através de discussões online, feita por diversos cientistas (ao invés de 2 ou 3 como é o sistema tradicional de revisão). Seria um sistema aberto de revisão.

Ao publicar seus resultados errados (com a explicação do que foi feito para contornar os problemas ou não) você pode contribuir com outras pessoas que estavam tendo o mesmo problema que você. Quase como aquele cara que faz uma pergunta na aula que ninguém tinha coragem de fazer, mas que todo mundo tinha, e acaba resolvendo o problema dele e dos outros. E se você não tiver conseguido achar uma solução ainda, poderá contar com a ajuda da revisão aberta para tentar solucioná-lo.

É ou não é uma contribuição à ciência? Como descrito na própria página do Journal:

Nós da Journal of Errology acreditamos que além de compartilhar os resultados bem sucedidos, é importante que os pesquisadores compartilhem experiências de suas tentativas e desapontamentos. Cada descoberta ou invenção tem sua cota de falhas, erros e problemas. Qualquer pesquisador que negue ter algo para compartilhar nesse Journal de seu passado ou presente nunca ousou se aventurar além daquilo que já é conhecido e inovar.

Agora é oficial, não importa o que sair da sua tese, algum lugar pra publicar você vai ter!

Por Luiza Montenegro Mendonça.

Figura retirada daqui.


*Pra quem não conhece, Western Blot é uma técnica de identificação de proteínas particularmente complicada de se fazer e onde as proteínas são identificadas através de bandas em filmes radiográficos, logo, se nada aparece, não funcionou...


A dica para esse post veio da minha amiga Raquel Amorim.

Siga o PensCiência no Twitter!

Sigam-me, por favor, por favorzinho... Não me façam implorar!

Galera, aos pouquinhos vamos melhorando e deixando o blog cada vez mais completinho (notaram que agora temos um logo?)... Minha última empreitada (que deu algum trabalho pra quem não entende nada de html) foi botar o Twitter aqui no blog. Como vocês podem ver, agora aqui no lado direito tem a janelinha com os últimos twitts do blog.

Mas não tem graça nenhuma ficar twittando se não tem ninguém acompanhando, por isso, sigam-me! É só clicar no nome do blog na janelinha do twitter aqui do lado e dar Follow. Pelo Twitter irei divulgar os novos posts e retwittar coisas interessantes relacionadas à Ciência de modo geral. E fiquem à vontade para mandar qualquer mensagem por lá também! O blog foi feito para ser uma via de mão dupla, eu preciso saber o que vocês estão achando dele, sejam coisas boas ou ruins, para melhorá-lo a cada dia!

Por Luiza Montenegro Mendonça.

A escultura de areia bunitinha é daqui.

E a novela do H5N1 continua...

Eu? Eu me sinto ótima! De verdade! Muito bem. Nem mesmo uma  fungadinha... Nunca estive melhor...

Ontem, os cientistas que realizaram os estudos com o vírus influenza H5N1 em furões declararam que irão dar uma pausa de 60 dias nas pesquisas relacionadas a esse vírus (não entendeu nada? Leia aqui). Desde a imposição da NSABB de que os resultados fossem omitidos, uma onda de pânico se alastrou, e o debate se tornou extremamente polarizado. De um lado, ativistas de biossegurança defendendo a posição da NSABB e a interrupção da pesquisa e de outro os virologistas e microbiologistas defendendo a publicação dos resultados na íntegra. A pausa nos estudos tem como motivo dar à sociedade tempo para refletir nas implicações e riscos do estudo, e permitir a realização de uma conferência internacional a fim de discutir os prós e contras das publicações e da pesquisa.

Já expliquei como funciona a produção de conhecimento na ciência, e já dei um exemplo de como a omissão de dados pode ser prejudicial a esse processo e à sociedade. Uma epidemia de influenza é uma das ameaças potenciais mais perigosas à saúde pública, e ainda pouco se conhece sobre os mecanismos pelos quais o vírus se torna capaz de se transmitir via aérea (a natureza não publica artigos), e sobre outras características da infecção do influenza (como por exemplo, como ele ganha a capacidade de se transmitir à humanos).

Os dados gerados pelos pesquisadores dos Países Baixos podem ser vitais num futuro próximo (como na iminência de uma pandemia, por exemplo), por isso, quanto mais divulgados eles sejam, melhor será para a humanidade, pois mais e mais pessoas podem partir desses dados existentes e complementar e acumular o conhecimento que temos sobre o vírus.

Teoricamente (e friso o teoricamente, pois não há absolutamente nenhum indício real de que isso é possível) o alarmismo relacionado à pesquisa se dá por dois motivos: a possibilidade de esses dados serem usados por bioterroristas, ou um vazamento do vírus do laboratório, em ambos os casos, levando a uma pandemia de H5N1 altamente patogênico.

Já discuti anteriormente porque dificilmente esses dados ajudariam bioterroristas, pois há formas muito mais simples de se criar armas biológicas com os dados já existentes na literatura. E vamos combinar ninguém espalhou tanto terror quanto a NSABB quando começou essa história toda (ou não estaríamos tendo essa discussão, certo?).

Sobre um possível vazamento, comentei antes que concordava que de fato esse vírus deveria ser estudado em laboratórios com alto nível de biossegurança, como P3 ou P4 (os dois níveis mais altos de biossegurança existentes), que contam com uma complexa infraestrutura a fim de evitar que o manipulador se contamine com o material que está sendo estudado (nesse caso, o vírus) e a fim de impedir um escape desse vírus para o ambiente. Descobri que, (adivinhem só!) os estudos foram todos conduzidos em laboratórios P3, ou seja, essa cautela já foi tomada. Se por acaso chegar-se à conclusão de que os estudos devem ser realizados em laboratórios P4, que seja, mas que a pesquisa seja levada adiante.

E muito se especula (e friso o especula) que esse vírus tenha uma letalidade de 50%, já que 50% das pessoas que deram entrada nos hospitais infectadas pelo H5N1 morreram. Mas, pense comigo... Se você fica levemente gripado, você vai ao hospital? Às vezes não vamos nem quando estamos seriamente gripados! O fato de a pessoa ter sido internada já é um indício que o seu caso era mais grave que o comum, e talvez calcular a letalidade de um vírus baseado no número de pessoas que deram entrada em hospitais seja um método tendencioso. Então, pra calcular-se da maneira correta, teríamos que dividir o número total de mortes causadas pelo vírus pelo número total de pessoas infectadas. Tudo bem, assumo que é impossível calcular o número total de pessoas infectadas... Mas estudos demonstraram que há pessoas que possuem anticorpos contra o H5N1 (uma prova de que essas pessoas tiveram contato com o vírus) e estão por aí felizes, contentes e, principalmente, vivas. O trabalho analisou 800 trabalhadores rurais da Tailândia, e chegou à conclusão que 9% deles tinham anticorpos contra o H5N1. É claro que, sendo um vírus de aves que dificilmente infecta humanos, esse número não seria retumbantemente enorme (provavelmente só aqueles que trabalham diretamente com aves tiveram uma infecção com o H5N1 e desenvolveram anticorpos), mas só essa evidência já mostra como esse cálculo da letalidade está errado. Outro estudo com 8500 candidatos (de diferentes origens) revelou que 1,3% tinham anticorpos contra o H5N1. E mais uma vez lembro, sabemos que o vírus é letal em furões, não há como descobrir (a não ser que Dona Natureza nos apronte uma) se ele é letal em humanos.

O jeito agora é esperar pelo fim da pausa e a conclusão da conferência para sabermos se a ciência perdeu ou ganhou essa, e se o primeiro caso de censura da ciência moderna vai se concretizar ou não. Uma coisa é certa, os dois lados irão expor suas idéias. Os cientistas apresentarão os fatos (pois é apenas nisso que eles acreditam) sem menosprezar ou aumentar qualquer evidência. Mas será que os ativistas de biossegurança ouvirão os fatos?

Por Luiza Montenegro Mendonça. Sim, desisti do alinhamento justificado, o blogger tá de brincadeira comigo...

A íntegra da declaração dos autores do estudo pode ser vista aqui.

Cartoon retirado daqui.

Renovando a esperança em uma vacina contra o HIV

Belíssima representação da partícula viral do HIV feita em vidro pelo artista Luke Jerram.
Eu quero uma (a escultura, não o vírus, cruzes!).

No post passado eu comentei que havia saído um artigo que renovou as esperanças sobre uma vacina contra o HIV, pois então...

Cientistas americanos publicaram dia 4 desse mês na revista Nature, resultados de uma nova vacina experimental feita em macacos. A vacina foi desenvolvida contra o vírus da imunodeficiência símia (SIV), um primo do HIV que infecta primatas. A vacina desenvolvida demonstrou alta eficiência de proteção, acima de 80%, o que renovou a confiança dos cientistas de encontrar os elementos certos para uma vacina eficiente contra o HIV.

O estudo foi feito em macacos rhesus, utilizando-se uma vacina de DNA vetorizado (leia aqui pra entender o que é) com sequências de duas proteínas do SIV chamadas GagPol e Env. Os autores testaram diversas combinações de vetores (Ad35, Ad26, MVA e até DNA não vetorizado) sempre no mesmo regime de duas doses, conhecido como prime-boost, onde a primeira dose é a dose de estímulo e a segunda é um reforço. Eles vacinaram macacos rhesus e depois de seis meses verificaram se a vacina havia induzido proteção através de um desafio com SIV, ou seja, eles propositalmente injetaram vírus intraretalmente nos macacos (não deve ser muito agradável, nem pros macacos nem pra quem está fazendo as inoculações, mas é uma via mais próxima da via natural de infecção). Eles realizaram diversos desafios (até 6, pobres macacos) e após cada um deles, verificaram quantos animais foram ou não foram infectados. Assim, comparando os animais vacinados com os controles não-vacinados, eles chegaram ao percentual de >80% de proteção, em três das combinações prime-boost testadas: DNA/MVA, Ad26/MVA e MVA/Ad26.

Figura retirada do artigo. O eixo y mostra a porcentagem de animais não-infectados e o eixo x o número de desafios.  Note que com apenas um desafio a maioria dos macacos controle (Sham) se tornam infectados, enquanto que aqueles vacinados com a combinação DNA/MVA, Ad26/MVA e MVA/Ad26 precisam de muito mais desafios para serem infectados (alguns continuam não-infectados mesmo ao final dos seis desafios).

Um ponto importante a salientar é que as sequências de SIV usadas na vacina eram provenientes de um uma variante de SIV chamada de SIVsm, mas o desafio foi realizado com outra variante, mais virulenta, denominada SIVmac, e mesmo assim a vacina foi protetora. Isso é importante, pois o HIV é muito variável, e é certo que as sequências contidas numa possível vacina serão de um vírus distinto daquele que um indivíduo vacinado irá “topar” durante sua vida.

Apesar de serem ótimas notícias, ainda precisamos ter cautela. Muitas vacinas que tiveram sucesso em primatas falharam quando testadas em humanos. Além disso, há estudos demonstrando que talvez anticorpos contra o Ad26 e Ad35 não sejam tão raros assim na espécie humana. Mesmo tendo alta eficiência de proteção, após os seis desafios, a maioria dos macacos adquiriu a infecção. Mas temos mais motivos para ter esperança. Os macacos que foram vacinados e que ficaram infectados após os desafios apresentavam uma replicação viral menor, quando comparado com o controle não vacinado, indicando que a infecção viral estava de alguma forma sendo controlada pelo sistema imune. Havia vírus infectando o macaco, mas o número de partículas virais era até 100 vezes menor do que em um macaco não vacinado. E outros sinais apontavam para um controle imune eficiente da infecção, como maiores níveis de anticorpos neutralizantes e maior número de células T (células do sistema imune) específicas contra o vírus.

Além de elucidar os parâmetros de um regime eficiente de vacinação, esse estudo também dá mais pistas sobre quais são as sequências do vírus que devem entrar na vacina. O HIV (e o SIV também) possui 15 proteínas distintas, e apesar de muita especulação sobre quais seriam as proteínas mais importantes para incluir numa vacina, nenhum estudo até o momento havia encontrado uma combinação que trouxesse uma eficiência de proteção tão alta. No caso, o estudo conclui que uma proteína essencial para haver proteção é a proteína Env, de envelope, que como o nome sugere, é uma proteína que se encontra na parte externa da partícula viral (seriam as bolinhas agrupadas em três na escultura que abre o post). A inclusão da sequência de Env na vacina testada aumentou de 29% para 80% a eficiência de proteção. Essa informação pode ser valiosa no desenvolvimento de futuras vacinas.

Como vocês podem notar, não é à toa que os cientistas ficaram animados com esses resultados. Termino o post com o parágrafo final do artigo, que resume muito bem (melhor do que eu poderia resumir) a sua importância:

Em resumo, nossos dados demonstram a prova de conceito de que a vacinação pode proteger contra a aquisição de SIV nos desafios feitos em macacos rhesus. (…) Esses achados, junto com as observações de requerimento critico de Env e os diversos correlatos de proteção imunológica contra a aquisição da infecção e seu controle, pavimentam novos caminhos na direção do desenvolvimento de uma vacina contra o HIV.

Barouch, D., Liu, J., Li, H., Maxfield, L., Abbink, P., Lynch, D., Iampietro, M., SanMiguel, A., Seaman, M., Ferrari, G., Forthal, D., Ourmanov, I., Hirsch, V., Carville, A., Mansfield, K., Stablein, D., Pau, M., Schuitemaker, H., Sadoff, J., Billings, E., Rao, M., Robb, M., Kim, J., Marovich, M., Goudsmit, J., & Michael, N. (2012). Vaccine protection against acquisition of neutralization-resistant SIV challenges in rhesus monkeys Nature DOI: 10.1038/nature10766

Por Luiza Montenegro Mendonça, muito orgulhosa pelo seu primeiro post com o selo do Research Blogging!


Luke Jerram é um artista que cria esculturas inspiradas em patógenos, no seu site há fotos de diversas outras esculturas (outras de HIV inclusive), que realmente valem a penas ser vistas. A ilustração desse post foi retirada de lá.

Porque (ainda) não existe vacina contra o HIV?

Infelizmente, até o momento, todos os esforços de se desenvolver uma vacina contra o HIV, foram um fracasso, tanto por não apresentarem nenhuma proteção ou por gerarem uma eficiência de proteção insuficiente (próxima a 30%).

A dificuldade em se desenvolver uma vacina contra o HIV deriva de diversos fatores. O vírus sofre mutações muito rapidamente. Isso faz com que o vírus seja muito variável e dificulta o fato de se encontrar uma vacina que ofereça proteção contra todos os vírus circulantes. Além disso, o HIV é um retrovírus, o que significa que ele insere seu genoma viral no genoma da célula. Uma vez lá, a célula não tem como discernir entre DNA viral e DNA próprio. Sendo assim, são estabelecidos reservatórios virais, células onde o vírus se esconde, e onde a vacina não pode atuar. Para finalizar, ainda não há um consenso sobre quais são as variáveis imunológicas desejáveis para uma vacina. Lembre-se que o HIV infecta células do sistema imune, as mesmas células que uma vacina estimula a fim de se criar um estado de proteção que impedirá futuras infecções. Sendo assim, ao estimular essas células, a vacina pode aumentar o número de células alvo do HIV e facilitar uma infecção, ao invés do contrário esperado. Por conta disso, uma boa vacina deve estimular tanto as células de defesa quanto induzir a produção de anticorpos, e esses anticorpos podem inclusive se ligar ao vírus e impedir que ele entre nas células, impedindo a formação dos reservatórios virais. Esses anticorpos são denominados anticorpos neutralizantes, pois conseguem neutralizar a infecção ao impedir a entrada do vírus na célula.

Devido à gravidade da doença causada pelo HIV, as estratégias comuns de desenvolvimento de vacinas, como o uso de vírus inteiro inativado ou atenuado são evitadas por questões de biossegurança. Não é difícil entender, já que, na possibilidade de uma inativação incompleta ou de uma reversão de fenótipo (se o vírus deixar de ser atenuado e se tornar patogênico), pessoas que tomaram a vacina para se proteger, se tornariam infectadas (nada legal). Por isso, as vacinas contra o HIV baseiam-se em novas estratégias de vacinação, como as vacinas de subunidades (onde ao invés de um vírus inteiro se utilizam apenas algumas proteínas virais) e as vacinas de DNA. As vacinas de DNA se encontram numa interseção entre vacina e terapia gênica e podem ser feitas apenas com o DNA ou com o DNA vetorizado numa partícula viral (da mesma forma como explicado aqui). Nessa estratégia é utilizado um vírus que contém a sequência de DNA que codificam uma ou mais proteínas do HIV (nesse caso, mas pode ser sequência de qualquer vírus/organismo contra o qual se deseja fazer uma vacina). O vírus entra na célula e expressa as proteínas de interesse, e o organismo desenvolve uma resposta imunológica contra essas proteínas (o que, com sorte, trará imunidade frente a uma infecção pelo HIV, que possui essas proteínas).

Vacinas desse tipo já foram testadas em humanos (o famoso STEP study), mas o desenho da vacina não foi feliz, pois usava como vetor um adenovírus humano (o Adenovírus subtipo 5) para o qual grande parte da população já possuía anticorpos neutralizantes. O que aconteceu é que na maior parte dos testados, o vetor da vacina nem chegou a entrar em célula nenhuma (muito menos expressar nenhum gene do HIV), porque foi barrado pelos anticorpos neutralizantes contra o adenovírus 5. A vacina foi um fracasso.

Desde então, vários vetores passaram a ser avaliados a fim de se descobrir os mais aptos a uma vacina de DNA vetorizado para humanos. Alguns são vírus animais, como poxvírus de aves e adenovírus de chimpanzés (não se espera que existam muitas pessoas com anticorpos contra vírus de animais, certo?). Outros são vírus humanos relativamente raros, como adenovírus subtipos 26 e 35 (já que são raros, poucos tiveram contatos com eles, logo não devem haver muitas pessoas com anticorpos também). Há ainda vetores baseados em vírus que já foram erradicados, como o MVA, que é um vírus vaccinia (causador da varíola) vacinal altamente atenuado que foi usado no final da campanha de vacinação contra varíola na Alemanha. Bom, a varíola está erradicada no mundo, e a vacinação suspensa (no Brasil foi suspensa em 1980). Logo, não se espera que haja anticorpos na população (pelo menos os mais jovens) contra o vaccinia.

Devido aos fracassos sucessivos em se desenvolver uma vacina contra o HIV, a comunidade científica estava desacreditada. Mas um novo estudo que saiu dia 4 desse mês na revista Nature renovou as esperanças dos cientistas numa vacina contra o HIV. E isso será abordado num próximo post.

Por Luiza Montenegro Mendonça.


Para uma mais informações sobre porque ainda não temos uma vacina contra o HIV recomendo o ótimo post do blog "A Rainha Vermelha" - Quem está escondendo a vacina contra a AIDS. Lá tem ótimas ilustrações da campanha contra o HIV também.

Ilustração retirada daqui.