Quando as pandemias explodem, torna-se crítico reposicionar medicamentos para desenvolver terapias mais rapidamente. No entanto, é um desafio reunir todas as informações e conexões críticas em torno de novas proteínas, novos vírus, alvos, caminhos e informações clínicas. O CAS aproveita suas conexões exclusivas com a ciência do mundo todo para gráficos de conhecimento originais, que identificam os principais candidatos clínicos para o reposicionamento de terapias para a covid-19.

O Relatório do CAS Insights detalha o Gráfico de conhecimento biomédico do CAS e demonstra como o usamos para fornecer soluções para um problema do mundo real: a descoberta de medicamentos para a covid-19.

Acelerando oportunidades para novas terapias para a covid-19

Hoje, existem apenas algumas terapias aprovadas para tratar a covid-19. E, como novas terapias podem levar décadas e custar bilhões de dólares para ser desenvolvidas, existem oportunidades para reaproveitar medicamentos existentes para novas terapias? Nosso relatório do CAS Insights mais recente mostra como os Gráficos de Conhecimento do CAS revelam novas conexões e insights que identificam medicamentos com potencial de ser reaproveitados.

O reaproveitamento de medicamentos é fundamental para o desenvolvimento mais rápido de terapias. No entanto, é um desafio reunir todas as informações e conexões críticas em torno de novas proteínas, vírus, alvos, caminhos e informações clínicas. Isso demonstra como o CAS Knowledge Graphs pode identificar os principais candidatos clínicos para reaproveitar as terapias para a covid-19.

O que é um gráfico de conhecimento?

Um gráfico de conhecimento combina dados de fontes diferentes para modelar uma área específica. Ele descreve dados em nós e arestas. Os nós representam cada ponto de dados e as arestas representam a relação entre eles. A imagem abaixo fornece um exemplo simplificado de um gráfico de conhecimento que prevê quais medicamentos podem inibir a inflamação vascular.

Figura 1. Exemplo de um gráfico de conhecimento mostrando as conexões entre dados usando nós e arestas

Os bancos de dados tradicionais podem mostrar apenas conexões diretas (inibidores diretos do fator de transcrição STAT3), mas um gráfico de conhecimento pode mostrar conexões mais profundas dos dados. Neste exemplo, o gráfico de conhecimento apresenta inibidores que atuam mais adiante no caminho.

Mergulhando na covid-19: descoberta de medicamentos de moléculas pequenas

O CAS Biomedical Knowledge Graph combina dados com curadoria humana do CAS Content Collection^TM com dados biomédicos públicos disponíveis.

Ele contém dados de alta qualidade de mais de 6 milhões de moléculas pequenas, 24.000 doenças e 26.000 genes humanos e virais. Um gráfico de conhecimento revela insights que não seriam possíveis usando métodos tradicionais de pesquisa.

Nossa abordagem incluiu dois componentes principais para descobrir possíveis candidatos a medicamentos para a covid-19:

• Os cientistas do CAS identificaram 20 processos biológicos ligados à covid-19. Esses processos incluíam coagulação sanguínea, entrada viral e endocitose. Um nó de doença representou “tempestade de citocinas”, um aspecto importante da patologia grave da covid-19.
• Mudanças na expressão gênica como visto na literatura, especificamente, genes com suprarregulação (upregulation) significativa pela infecção por SARS-CoV-2. Eles foram usados para identificar processos biológicos relevantes e os processos biológicos associados a pelo menos 4 desses genes. Esses processos incluíram resposta inflamatória, angiogênese e regulação negativa da transcrição de RNA.

Figura 2. Diagrama que descreve a abordagem de dois componentes para identificar potenciais candidatos a medicamentos de moléculas pequenas para terapias para a covid-19

Usando o gráfico de conhecimento, identificamos:

• Moléculas pequenas com relações de inibição ou ativação para esses processos biológicos
• Moléculas pequenas que inibiram genes com suprarregulação

A análise identificou 1.350 moléculas pequenas que poderiam proporcionar um reaproveitamento como terapias para a covid-19.

Avaliando novas terapias potenciais para a covid-19

Assim que identificamos moléculas potenciais, avaliamos o poder de suas conexões e ajustamos as pontuações conforme o resultado. Para fazer isso, usamos um método algorítmico original para classificar cada molécula. A equação avaliou as relações entre as moléculas pequenas e as interações com os genes e processos biológicos identificados em nossa abordagem de dois componentes.

Por exemplo, uma tempestade de citocinas foi considerada uma conexão importante. Em seguida, avaliamos as relações entre as moléculas pequenas e as interações com os genes e processos biológicos identificados em nossa abordagem de dois componentes. Foi atribuída uma pontuação maior quando houver conexões importantes, tais como tempestade de citocinas e moléculas pequenas, que possuem uma relação ativadora com genes, dada a raridade dessas ocorrências.

Assim, conseguimos desenvolver uma tabela de classificação de todas as moléculas pequenas e apresentamos as 50 melhores em nosso relatório técnico. Na Figura 3 abaixo, é possível ver os 10 candidatos a medicamentos com maior pontuação nos resultados. O tamanho do nó corresponde ao número de conexões com outros nós.

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Figura 3. Um diagrama de rede mostrando a conexão dos 10 candidatos a medicamentos com maior pontuação dos resultados, sendo que o tamanho dos nós corresponde ao número de conexões com outros nós

Dos 50 principais medicamentos identificados em nossa tabela de classificação, 11 estão atualmente em ensaios clínicos para tratar a covid-19. Isso valida os nossos resultados.

Nosso gráfico de conhecimento biomédico revela quatro classes de medicamentos que foram vinculadas anteriormente ao SARS-CoV-2 ou mecanismos gerais de infecção viral. Dentre as quatro classes de medicamentos estão:

Inibidores de quinase

Essa foi a maior classe de medicamentos encontrada em nossos resultados. As quinases estão envolvidas em quase todos os processos biológicos e muitas doenças desregulam suas atividades. Os receptores tirosina-quinases (RTKs) estão envolvidos na entrada celular de muitos vírus. Os inibidores de quinase identificados incluem aqueles que afetam os RTKs, como receptores de EGF, FGF, PDGF e ALK, bem como tirosina-quinases não receptoras, como tirosina-quinase de Bruton. Os inibidores de quinase serina-treonina direcionados aos receptores B-RAF, PKC, PIM e GSK-2beta também foram identificados pelo nosso gráfico de conhecimento.

Inibidores de histona desacetilase (HDIs)

Os HDIs regulam a expressão gênica reduzindo a desacetilação de histonas. Os HDIs reduzem a expressão da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2), o principal receptor de superfície celular do SARS-CoV-2, e da ABO glicosiltransferase, uma enzima que ajuda a regular o tipo sanguíneo, que é um conhecido fator de risco para a covid-19. O HDI também regula várias das quimiocinas e citocinas envolvidas na resposta imune para a covid-19. Como tal, pela lógica, incluímos o HDI nos resultados.

Agentes reguladores de microtúbulos

Os microtúbulos são filamentos compostos por subunidades de tubulina. Estudos mostraram que as proteínas do SARS-CoV-2 interagem com microtúbulos ou proteínas associadas a microtúbulos. Nossos resultados descobriram que agentes reguladores de microtúbulos, como docetaxel, colchicina e mebendazol, podem ser úteis para interromper a infecção por SARS-CoV-2. A colchicina já está em ensaios clínicos para o tratamento de pacientes com covid-19.

Inibidores de protease

Dos inibidores de protease identificados, a maioria eram inibidores de proteassoma. Estudos mostraram que o sistema ubiquitina-proteassoma está envolvido na replicação viral e na tempestade de citocinas, inclusive em doenças associadas ao coronavírus. Os inibidores de protease são uma escolha lógica a ser explorada em relação à covid-19. De fato, vários desses inibidores já estão sendo investigados como tratamento para covid-19. Alguns foram encontrados em nossos resultados, como bortezomibe, carfilzomibe e saxagliptina.

O poder das conexões

A metodologia por trás do nosso gráfico de conhecimento aprimora a identificação de medicamentos em potencial para tratar a covid-19 e será de grande valor para a descoberta de medicamentos em outras doenças além da covid-19, como doença de Alzheimer, doença de Parkinson, doenças autoimunes, câncer e até doenças raras. Nossos gráficos de conhecimento podem ser redimensionados e são modulares e oferecem grande valor para todas as áreas da ciência, incluindo química, nutrição e energias renováveis. As oportunidades são imensas.

Nanopartículas Lipídicas: Sistemas versáteis e sofisticados de Drug Delivery

Desde a descoberta da primeira geração de lipossomas na década de 1960, as nanopartículas lipídicas (LNPs) tiveram uma evolução tremenda. A principal aplicação de LNPs como veículos terapêuticos está na indústria farmacêutica, embora sirvam em outros campos, como diagnósticos por imagem, cosméticos, nutrição e agricultura, embora em menor escala. 

As nanopartículas lipídicas são amplamente utilizadas na indústria farmacêutica há décadas. Em comparação com outros sistemas de delivery de genes e vacinas, elas são mais fáceis de fabricar, menos imunogênicas e podem transportar cargas maiores – o que as torna transportadoras bem-sucedidas e eficientes para vários tipos de terapias, incluindo pequenas moléculas, proteínas e ácidos nucleicos. 

Recentemente, as nanopartículas lipídicas foram alçadas nos holofotes das atenções globais por seu papel em duas vacinas de mRNA contra a COVID aprovadas, auxiliando efetivamente na entrega precisa de mRNA, o que as torna uma tecnologia última geração em plataformas de vacina. Além da terapia com mRNA, as nanopartículas lipídicas podem desempenhar um papel fundamental em outras áreas de doenças. De fato, várias nanopartículas lipídicas já foram aprovadas como delivery de tratamentos para uma variedade de doenças (Figura 1). Aqui, exploramos brevemente o uso de nanopartículas lipídicas nas terapias antitumorais.

Aplicações de nanopartículas lipídicas na terapia do câncer

O CAS Content Collection™ nos permitiu analisar a distribuição das áreas de tratamento que usam formulações de LNP (Figura 2). Vimos que os efeitos terapêuticos antitumorais compreendem a maior parcela do uso de medicamentos de LNP (46%), indicando seu papel de destaque nessa área. O maior uso único de formulações antitumorais de LNP é observado no câncer de mama (> 25%), seguido pelo câncer de ovário e câncer de pulmão (ambos com 10%).  

As nanopartículas lipídicas estão associadas a múltiplos benefícios terapêuticos que as tornam adequadas para Drug Delivery no tratamento do câncer:

As LNPs também demonstraram melhorar a eficácia das terapias contra o câncer por meio do que é conhecido como efeito de permeabilidade e retenção aprimorados (EPR). As LNPs passam facilmente pelos vasos sanguíneos do tumor, devido à sua permeabilidade aumentada resultante da angiogênese rápida, porém imperfeita. Isso permite o acúmulo seletivo de LNPs em tumores quando administradas por via intravenosa via injeção direta, embora os dados variem para diferentes vias de administração. Além disso, a drenagem linfática disfuncional em tumores melhora a retenção de LNP. O acúmulo de LNPs permite a liberação seletiva de agentes antitumorais no interior das células tumorais.   

Para entender melhor a aplicabilidade de LNPs em diferentes terapias, o CAS Content Collection™ foi empregado para correlacionar diferentes processos de formulação de LNP com as terapias às quais elas podem ser aplicadas: imunolipossomas e lipossomas furtivos foram os tipos de LNP mais presentes para terapia antitumoral.  

Um exemplo de uma terapia de câncer de lipossoma furtivo altamente eficaz é o DOXIL^® (injeção de lipossoma de doxorrubicina HCl), o primeiro medicamento lipossômico aprovado desenvolvido para o tratamento de câncer de ovário avançado, mieloma múltiplo e sarcoma de Kaposi associado ao HIV. As LNPs usadas no DOXIL^® empregam o efeito EPR para superar as propriedades cardiotóxicas do potente agente anticancerígeno, a doxorrubicina, enquanto as nanopartículas estericamente estabilizadas prolongam o tempo de circulação no plasma humano.

Com relação à pesquisa atual e futura, estão atualmente sendo investigadas, em vários ensaios clínicos de Fase I/II, formulações de LNP como alvos de imunoterapia contra câncer em uma variedade de tumores sólidos, incluindo melanoma, glioblastoma adulto, câncer gastrointestinal e câncer geniturinário, para citar alguns. – ressaltando a ampla utilização clínica destas terapias.  

Os lipossomas responsivos a estímulos são outra abordagem que está em investigação para aumentar ainda mais a Drug Delivery em tumores, onde são projetados para ser liberados sob certos estímulos, físico-químicos ou bioquímicos. Dentre os exemplos estão a doxorrubicina (estímulos: temperatura/pH), o 5-fluorouracil (estímulo: campo magnético) e o AMD3100 (estímulo: irradiação a laser).

 

O futuro das nanopartículas lipídicas no campo emergente da nanomedicina

O campo da nanomedicina tem mostrado um progresso extraordinário como uma terapia medicamentosa moderna com amplas aplicações clínicas além do câncer. A nanomedicina ajudou a melhorar a eficácia, a seletividade e a biodistribuição dos sistemas convencionais de transporte de medicamentos, reduzindo suas limitações.  

É provável que o uso de nanopartículas lipídicas na medicina se expanda e seja uma grande promessa na medicina genética, onde a edição de genes, o desenvolvimento de vacinas e a imuno-oncologia dependem da capacidade de fornecer ácidos nucleicos com eficiência às células. Estão em desenvolvimento projetos de nanocarreadores mais sofisticados e multifuncionais para atender às necessidades da Personalized Medicine, o que significa uma drug delivery bem-sucedida, independentemente das barreiras biológicas do paciente relacionadas à idade, estado da doença e comorbidades.  

Com o desenvolvimento contínuo, as nanopartículas lipídicas podem ser reconhecidas como uma das áreas mais benéficas e promissoras da nanotecnologia moderna.

Tenchov R, et al. Lipid nanoparticles - From liposomes to mRNA vaccine delivery, a landscape of research diversity and advancement. ACS Nano. 2021 Jun 28. doi: 10.1021/acsnano.1c04996. Online ahead of print.

Ensaios clínicos recentes mostram que psicodélicos recreativos como LSD (dietilamida de ácido lisérgico), MDMA (3,4-metilenodioximetanfetamina, por vezes conhecida como "molly") e psilocibina (por vezes conhecida como "cogumelos"), quando devidamente controlados em dosagem e administração estão tendo resultados positivos. Com um problema cada vez mais global e nenhuma nova classe de antidepressivos nos últimos 30 anos, os psicodélicos poderiam ser outra ferramenta na luta contra a depressão e o TEPT?  

Por que a saúde mental importa? Um problema e uma oportunidade crescentes

Uma população saudável é a base de uma economia desenvolvida e próspera. Mas, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), mais de 280 milhões de pessoas sofrem de depressão e cerca de 284 milhões de pessoas sofreram de transtorno de estresse pós-traumático (TEPT) em todo o mundo. Sabemos que a doença mental afeta negativamente a capacidade de trabalho das pessoas e pode limitar significativamente sua participação no mercado de trabalho. Na verdade, a depressão é a principal causa de incapacidade em todo o mundo e com taxas de remissão de TEPT variando de 20 a 30%, há uma população crescente em busca de atendimento.   

Posteriormente, é necessário argumentar a urgência de se lidar com uma crescente crise de saúde mental. As taxas de doença mental entre adolescentes e adultos jovens aumentaram significativamente na última década, e a pandemia de Covid-19 acelerou esse impacto. Apesar disso, não houve um avanço significativo na pesquisa ou uma revolução nos tratamentos correspondentes para aliviar o problema. Na verdade, muitas das grandes empresas farmacêuticas abandonaram a pesquisa e o desenvolvimento de medicamentos para doenças mentais e reduziram seus investimentos em programas de pesquisa em neurociência devido aos altos riscos e às altas taxas de insucesso nos ensaios clínicos.

O status quo: resistência ao tratamento com antidepressivos atuais

Já são mais de 30 anos sem uma nova classe de medicamentos antidepressivos. Os inibidores seletivos da recaptação da serotonina (ISRS), como o Prozac, têm sido a principal classe de medicamentos antidepressivos por várias décadas. A serotonina é um hormônio-chave que ativa os receptores de serotonina em certas regiões do cérebro para estabilizar nosso humor, sentimentos e felicidade (Figura 1).

Os medicamentos ISRS atuam inibindo o processo de recaptação da serotonina (5-HT) nas sinapses neuronais de forma a aumentar o nível de serotonina nas sinapses (Figura 1). No entanto, após muitos anos de prescrição, muitos pacientes desenvolveram resistência ao tratamento com esses medicamentos, o que está gerando uma demanda significativa para encontrar novas formas de tratamento. Os psicodélicos poderiam ser uma dessas formas?

Resultados promissores nos primeiros ensaios clínicos

Desde 1990, tem havido um aumento do interesse de pesquisa em drogas psicodélicas devido ao avanço tecnológico em neuroimagem, o que permite aos pesquisadores vincular essas drogas a um resultado real materializado em um ambiente experimental. Essas drogas são uma classe de substâncias alucinógenas, que exercem seu efeito neurológico ligando-se a alguns dos receptores de neurotransmissores (receptores que detectam sinais químicos entre os neurônios). Após a ingestão, eles produzem mudanças na percepção, no humor e no processo cognitivo das pessoas e podem levar a uma viagem mental para longe da realidade, chamada de “viagem psicodélica”. Essas drogas são compostos químicos orgânicos, sintetizados ou extraídos de fontes naturais.

Dada a crescente conscientização sobre os problemas de saúde mental e o fato de que a situação atual de tratamentos disponíveis inadequados, as drogas psicodélicas estão tendo seu valor renovado como uma ferramenta para o tratamento de uma variedade de doenças mentais. Aqui, vemos três drogas psicodélicas que atualmente se encontram na fase final dos ensaios clínicos:

• Psilocibina (cogumelos) para o tratamento da depressão resistente a medicamentos em ensaios de fase 2
• Dietilamida de ácido lisérgico (LSD) para o tratamento de transtorno depressivo maior em ensaios de fase 2
• 3,4-Metilenodioximetanfetamina (MDMA) um ingrediente-chave na droga comumente conhecida como ecstasy ou molly, para o tratamento de pacientes de TEPT em ensaios de fase 3.

Potencial de crescimento para psilocibina

Uma vez ingerida, a psilocibina é transformada na forma de droga ativa da psilocina (Figura 2) e sua estrutura química é muito semelhante à da serotonina, permitindo que funcione como um agonista do receptor da serotonina. As únicas diferenças nas estruturas são as posições dos grupos hidroxila e metila (Figura 3). Algumas horas após a ingestão, a psilocibina produz mudanças profundas na consciência com alucinações visuais e auditivas.

A partir de um ensaio clínico randomizado, a terapia assistida por psilocibina foi considerada eficaz na produção de efeitos antidepressivos fortes, rápidos e sustentados em pacientes com transtorno depressivo maior. Atualmente, a psilocibina está em ensaio clínico de fase 2 para transtorno depressivo maior. Além disso, vários estudos-piloto de psicoterapia assistida por psilocibina também mostraram benefícios positivos no tratamento da dependência do álcool e da nicotina.

 

 

Os primeiros resultados mostraram do LSD

Como a psilocibina, o LSD também pode ser encontrado e extraído dos cogumelos. No entanto, foi sintetizado quimicamente pela primeira vez pelo cientista suíço Dr. Albert Hofmann, em 1938. O efeito psicológico do LSD foi investigado intensamente durante os anos 1950 a 1970. Durante esse período, muitas publicações mostraram mudanças positivas de comportamento e personalidade em pacientes com vários transtornos psiquiátricos. Também foi observado que o LSD, aliado ao acompanhamento adequado durante sua administração, poderia reduzir a dor, a ansiedade e a depressão em pacientes com câncer avançado.

Como a psilocibina, o LSD atua principalmente como um agonista do receptor da serotonina devido à sua semelhança estrutural com a serotonina (Figura 4). No entanto, ele ainda é pouco compreendido nos mecanismos de interação entre a ativação do receptor e o consequente prejuízo na cognição e indução de alucinações. No entanto, o benefício do LSD no tratamento de várias doenças mentais está sendo investigado em diversos estudos clínicos-piloto. De forma mais promissora, o LSD, em diferentes doses, está sendo testado em um ensaio de fase 2 para transtorno depressivo maior.

 

O MDMA vai além das raves

O MDMA é uma droga psicodélica sintética (Figura 5). Ele tem sido popularmente usado em boates como uma droga para festas. O MDMA atua principalmente como um agonista serotonérgico indireto para aumentar a quantidade de serotonina liberada na sinapse. Ele também atua nas vesículas de armazenamento da serotonina e nos transportadores da serotonina para aumentar a quantidade de serotonina pronta para ser liberada e para promover sua liberação. Este processo pode levar a aumentos significativos de serotonina disponível na sinapse. O MDMA tem se mostrado capaz de aumentar a extinção da memória do medo, modular a reconsolidação da memória do medo e reforçar o comportamento social em modelos animais.

Mais interessante, um trabalho recente feito por uma equipe de pesquisa da Universidade Johns Hopkins revelou seu valor terapêutico e potencial mecanismo no tratamento de pacientes de TEPT. A equipe descobriu que o MDMA reabriu os períodos críticos, de outra forma fechados, para a formação de circuitos neuronais em estados de doença, permitindo a reformação dos circuitos neuronais quando o estresse ambiental não está mais presente. O MDMA está atualmente em um ensaio de fase 3 e seus ensaios de fase 2 mostraram resultados promissores de segurança e eficácia no tratamento de pacientes com TEPT.

 

Progresso, mas é necessário mais trabalho

Embora tenha havido progresso, ainda existem alguns obstáculos ao uso de psicodélicos no tratamento de transtornos mentais. Em primeiro lugar, fora do Oregon, muitas dessas substâncias são substâncias controladas da tabela 1 e são ilegais. Em segundo lugar, o potencial para abuso, negligência e uso indevido de substâncias altamente controladas é alto, tanto com pacientes quanto com provedores. E, por fim, também há riscos físicos. Ocasionalmente, alguns pacientes podem passar por uma “bad trip”, descrita como um estado agudo de ansiedade e confusão, ou apresentar um aumento moderado da pressão arterial e da frequência cardíaca.

Embora as drogas psicodélicas não causem problemas de dependência ou abstinência como os opioides ou as substâncias da cannabis, o uso de longo prazo ou o uso frequente podem levar à tolerância. É aconselhável que drogas psicodélicas sejam administradas aos pacientes em ambiente controlado e supervisionado.

A saúde mental não é um simples status em preto e branco; ela é complexa, espectral e contínua. Na extremidade positiva, mentalmente próspero e gratificante; no meio, enfrentando e sobrevivendo; e, na extremidade negativa, as funções diárias interrompidas pela doença. As opções de tratamento também devem ser abordadas em um continuum, em um ambiente altamente colaborativo com o paciente e seus profissionais de saúde. Isso pode variar de terapia cognitivo-comportamental a drogas ou procedimentos conhecidos ou a abordagens mais experimentais, dependendo do diagnóstico e da avaliação do médico.

Como a inovação continua a acelerar nesta área terapêutica emocionante, o CAS recentemente fez parceria com a April 19 Discovery, uma empresa de descoberta de medicamentos impulsionada pela IA e especializada em psicodélicos. Essa colaboração do aprendizado de máquina acelerou o desenvolvimento de compostos líderes para a April 19 Discovery por meio do CAS Content Collection^TM e serviços personalizados. Saiba mais no comunicado de imprensa.

O microbioma intestinal é como um órgão adicional do corpo humano

O corpo humano abriga uma grande coleção de micro-organismos, principalmente bactérias, mas também vírus, protozoários, fungos e arqueas. Juntos, são conhecidos como microbioma. Microbiota intestinal, flora intestinal ou microbioma são os micro-organismos que vivem no trato digestivo de humanos e outros animais. Enquanto algumas bactérias estão associadas a doenças, outras são particularmente importantes para muitos aspectos da saúde. Na verdade, existem mais células bacterianas no corpo humano do que células humanas. Há aproximadamente 40 trilhões de células bacterianas em relação a apenas 30 trilhões de células humanas. Esses micróbios podem chegar a pesar tanto quanto o cérebro. Juntos, eles funcionam como um órgão adicional do corpo humano e desempenham um papel fundamental na saúde humana. O genoma coletivo do microbioma intestinal supera em mais de 100 vezes a quantidade de DNA humano no corpo. Considerando esse enorme potencial genético da microbiota, prevê-se que ela desempenhe um papel em praticamente todos os processos fisiológicos do corpo humano. As bactérias intestinais têm sido associadas a várias doenças mentais, e descobriu-se que pacientes com vários distúrbios psiquiátricos, como depressão, transtorno bipolar, esquizofrenia e autismo, apresentam alterações significativas na composição de seus micro-organismos intestinais.

O interesse pelo microbioma intestinal relacionado à saúde humana e, especificamente, à saúde mental, vem aumentando exponencialmente a partir do ano 2000, conforme demonstra uma busca no CAS Content Collection^TM. Atualmente, existem mais de 7.000 publicações sobre o microbioma intestinal relacionado à saúde mental (Figura 1).

 

Os bebês adquirem sua primeira dose de micróbios no nascimento. Desenvolvimento do microbioma intestinal humano

De forma geral, acredita-se que o útero é um ambiente estéril e que a colonização bacteriana começa durante o nascimento. O microbioma de um recém-nascido varia de acordo com o tipo de parto: o microbioma de bebês nascidos por via vaginal é semelhante ao microbioma vaginal materno e o de bebês nascidos por cesariana se assemelha ao microbioma da pele materna. Vários outros fatores afetam o microbioma neonatal em desenvolvimento, como nascimento prematuro e forma de alimentação. O principal determinante da composição do microbioma intestinal ao longo da vida adulta parece ser a dieta. Mudanças rápidas na composição do microbioma acontecem em resposta a mudanças na ingestão alimentar. São perceptíveis padrões característicos em dietas à base de vegetais versus dietas baseadas em animais. Vários outros fatores também afetam o desenvolvimento e a alteração do microbioma intestinal. A exposição ao estresse é o segundo fator mais importante (depois da dieta) que afeta a composição do microbioma intestinal, de acordo com uma busca no CAS Content Collection. Outros fatores incluem: tipo de parto e método de alimentação infantil, condições ambientais, medicamentos, estágio e modo de vida, comorbidades e procedimentos médicos (Figura 2). Uma ruptura na homeostase da microbiota causada por um desequilíbrio em sua composição funcional e atividades metabólicas, ou uma mudança em sua distribuição local, é denominada disbiose, indicando desequilíbrio microbiano ou má adaptação.

Considerando o agora reconhecido papel significativo da dieta na composição do microbioma intestinal e o impacto vital do microbioma intestinal na saúde, a pergunta de um milhão de dólares permanece: qual é a dieta benéfica e, portanto, recomendável para manter nossas bactérias intestinais felizes? Embora não haja uma resposta definitiva e inequívoca apontando certos alimentos como um remédio específico para doenças, foram descobertas algumas diretrizes importantes. Uma dieta rica em fibras afeta explicitamente a microbiota intestinal. A fibra alimentar só pode ser digerida e fermentada por enzimas da microbiota que vivem no cólon. Os ácidos graxos de cadeia curta são liberados por causa da fermentação, o que reduz o pH do cólon. O ambiente altamente ácido determina o tipo de microbiota que sobreviverá. O pH mais baixo limita o crescimento de certas bactérias nocivas, como Clostridium difficile. Alimentos ricos em fibras, como inulina, amidos, gomas, pectinas e frutooligossacarídeos tornaram-se conhecidos como prebióticos porque alimentam nossa microbiota benéfica. Em geral, são encontradas grandes quantidades dessas fibras prebióticas em frutas, vegetais, feijões e grãos integrais, como trigo, aveia e cevada. Outra classe de alimentos altamente benéficos é a dos que contêm probióticos, bactérias vivas que são boas para o sistema digestivo e podem melhorar ainda mais nosso microbioma intestinal. Estes incluem alimentos fermentados, como kefir, iogurte com culturas ativas vivas, vegetais em conserva, chá de kombucha, kimchi, missô e chucrute.

Participantes da microbiota intestinal

A microbiota intestinal humana é dividida em diversos grupos chamados de filos. A microbiota intestinal é composta basicamente por quatro filos principais, que são Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria e Proteobacteria, sendo que os Firmicutes e Bacteroidetes representam 90% da microbiota intestinal. A maior parte das bactérias reside no trato gastrointestinal, sendo que a maioria delas é predominantemente anaeróbica, ficando alojadas no intestino grosso (Figura 3).  

O eixo intestino-cérebro – o microbioma intestinal como o “segundo cérebro”

Está agora bem estabelecido que o intestino e o cérebro estão em constante comunicação bidirecional, da qual a microbiota e sua produção metabólica são um componente importante. Michael Gershon chamou o sistema digestivo de “o segundo cérebro” em seu livro de 1999 , na época em que os cientistas começavam a perceber que o intestino e o cérebro em humanos estavam engajados em um diálogo constante e os micróbios intestinais modulavam significativamente a função cerebral. 

Agora é uma crença comum que a microbiota intestinal se comunica com o sistema nervoso central por meio de rotas neurais, endócrinas e imunes e, consequentemente, controla a função cerebral. Estudos demonstraram um papel fundamental da microbiota intestinal na regulação da ansiedade, do humor, da cognição e da dor. Assim, o conceito emergente de um eixo microbiota-intestino-cérebro sugere que a modulação da microbiota intestinal pode ser uma estratégia eficaz para o desenvolvimento de novas terapias para distúrbios do sistema nervoso central.

A microbiota intestinal e a covid-19

Recentemente, foi relatada uma correlação entre a composição da microbiota intestinal e os níveis de citocinas e marcadores inflamatórios em pacientes com covid-19. Isso sugere que o microbioma intestinal esteja envolvido na magnitude da gravidade da covid-19 por meio da modulação das respostas imunes do hospedeiro. Além disso, a disbiose da microbiota intestinal pode contribuir para sintomas persistentes mesmo após a cura da doença, enfatizando a necessidade de entender como os microrganismos intestinais estão envolvidos na inflamação e na covid-19.

Metabólitos neuroativos microbianos do intestino

Anormalidades no eixo microbiota intestinal-cérebro surgiram como um fator-chave na fisiopatologia da doença neural, portanto, é dedicada uma quantidade crescente de pesquisas à compreensão do potencial neuroativo dos produtos do metabolismo microbiano intestinal. Assim, os principais metabólitos microbianos neuroativos do intestino apareceram como a seguir.

Neurotransmissores

O microbioma intestinal produz neurotransmissores, que regulam a atividade cerebral. A maioria dos neurotransmissores do sistema nervoso central também estão presentes no trato gastrointestinal, onde exercem efeitos locais, como modulação da motilidade intestinal, secreção e sinalização celular. Os membros da microbiota intestinal podem sintetizar neurotransmissores, por exemplo, Lactobacilos e bifidobactérias produzem GABA; Escherichia coli produz serotonina e dopamina; Lactobacilos produzem acetilcolina.  (Figura 4) Eles sinalizam o cérebro através do nervo vago.

Ácidos graxos de cadeia curta

Os ácidos graxos de cadeia curta são pequenos compostos orgânicos produzidos no ceco e cólon por fermentação anaeróbica de carboidratos da dieta, que alimentam outras bactérias e são prontamente absorvidos no intestino grosso. Os ácidos graxos de cadeia curta estão envolvidos na função do sistema digestivo, imune e nervoso central, embora existam diferentes pontos de vista sobre seu impacto no comportamento. Os três ácidos graxos de cadeia curta mais abundantes produzidos pelo microbioma intestinal são acetato, butirato e propionato (Figura 5). Sua administração demonstrou aliviar os sintomas de depressão em camundongos. Bactérias gram-positivas anaeróbicas que fermentam fibras alimentares para produzir ácidos graxos de cadeia curta são as bactérias Faecalibacterium e Coprococcus. Os Faecalibacterium são micróbios intestinais abundantes, com funções imunológicas significativas e relevância clínica para uma variedade de doenças, inclusive a depressão.

 

Metabólitos de triptofano

O triptofano é um aminoácido essencial que participa da síntese de proteínas. Sua quebra metabólica por enzimas bacterianas (triptofanase) dá origem a moléculas neuroativas com propriedades moduladoras do humor estabelecidas, incluindo serotonina, quinurenina e indol (Figura 6). Verificou-se que a ingestão de triptofano na dieta pode modular as concentrações de serotonina no sistema nervoso central de humanos, e que a escassez de triptofano agrava a depressão.

Ácido lático

O ácido lático (Figura 6) é um ácido orgânico que se desenvolve principalmente a partir da fermentação de fibras alimentares por bactérias do ácido lático (por exemplo, L. lactis, L. gasseri e L. reuteri), Bifidobacterium e Proteobacterium. Os lactatos podem ser convertidos por várias espécies bacterianas em ácidos graxos de cadeia curta, contribuindo para o pool total de ácidos graxos de cadeia curta. O ácido lático é absorvido pela corrente sanguínea e pode atravessar a barreira hematoencefálica. O ácido lático tem um papel bem reconhecido na sinalização do sistema nervoso central no cérebro. Devido à sua capacidade de ser metabolizado em glutamato, é utilizado como substrato energético pelos neurônios. Também contribui para a plasticidade sináptica e desencadeia o desenvolvimento da memória.

Vitaminas

A maioria das bactérias no intestino, como Lactobacillus e Bifidobacterium, sintetiza vitaminas (particularmente do grupo de vitaminas B e vitamina K) como parte de seu metabolismo no intestino grosso. Os seres humanos dependem da microbiota intestinal para a produção de vitaminas. As vitaminas são micronutrientes essenciais com papéis onipresentes em uma infinidade de processos fisiológicos no corpo humano, incluindo o cérebro. Os transportadores ativos os levam por meio da barreira hematoencefálica. No sistema nervoso central, seu papel se estende desde a homeostase energética até a produção de neurotransmissores. As deficiências de vitaminas podem ter um efeito negativo importante na função neurológica. O ácido fólico (vitamina B9) é uma vitamina de origem microbiana que está amplamente envolvida na patologia da depressão.

Perspectiva

Um recente e inovador tratamento experimental, o transplante de microbiota fecal, foi testado em ensaios clínicos e considerado extremamente promissor do ponto de vista terapêutico. Nos últimos cinco anos, cerca de 1.000 documentos relacionados a transplantes fecais foram incluídos por ano no CAS Content Collection. Por exemplo, foi relatado que o transplante de microbiota fecal é capaz de resolver 80-90% das infecções causadas por Clostridioides difficile recorrente, que não responde a antibióticos. As implicações únicas para ensaios clínicos usando transplantes de microbiota fecal, que são cada vez mais investigadas como possíveis tratamentos para uma série de doenças, devem ser exploradas rapidamente. 

Atualmente, a pesquisa sobre a modulação do eixo intestino-cérebro por meio da microbiota gastrointestinal é uma ciência emergente inovadora e de vanguarda. Grande parte dos dados disponíveis é baseada em ciência básica ou em modelos com animais, que podem não ser adaptados a intervenções humanas eficazes. Por essa razão, ainda há esperança de chegar ao que representaria o ideal de personalização para nutrição e medicina do estilo de vida, que são as prescrições individualizadas de compostos prebióticos específicos e cepas probióticas. Os esforços contínuos para caracterizar ainda mais as funções do microbioma e os mecanismos subjacentes às interações hospedeiro-micróbio fornecerão uma melhor compreensão do papel do microbioma na saúde e na doença.

Para saber mais sobre como tendências emergentes e novas abordagens estão ajudando milhões de pessoas que sofrem de depressão, ansiedade e TEPT, consulte nosso blog sobre psicodélicos e seu progresso como abordagem terapêutica.

Desde o início da pandemia, mais de 11,4 milhões de crianças testaram positivo para covid-19 nos EUA. Entre elas, crianças menores de 4 anos representam mais de 1,6 milhão de casos e 3,2% do total de hospitalizações por covid-19. Conforme a Food and Drug Administration (FDA) e os Centros de Controle de Doenças (CDC) começaram a analisar os dados de segurança das vacinas COMIRNATY® COVID da Pfizer e da BioNTech para obter a Autorização de Uso Emergencial (EUA) em crianças menores de 5 anos, surgiram várias questões importantes à medida que os pais souberam mais e decidiam entre vacinar ou não seus filhos menores de 5 anos. Embora as dosagens sejam diferentes para crianças menores de 5 anos, entender os tipos de ingredientes presentes nas vacinas contra a covid permitirá que os pais tomem decisões mais informadas.  

Para crianças menores de 5 anos, os ingredientes da vacina são os mesmos?  

Mais ou menos. Enquanto os ingredientes ativos das vacinas Pfizer e BioNTech contra a covid-19 são idênticos aos das vacinas atuais para adultos, a única diferença está no tampão usado, chamado trometamina (Tris) que permite que a vacina infantil permaneça refrigerada por mais tempo. Embora a trometamina possa não parecer um ingrediente comum, do ponto de vista científico, foi introduzida na literatura mundial publicada em 1944 e é frequentemente usada em cosméticos, soros e vacinas desde 1978. 

A outra diferença crítica está na dosagem de 3 µg, administrada em 3 doses para crianças menores de 5 anos em relação à dose de 10 µg, que é administrada duas vezes para crianças a partir dos 5 anos e a dose de 30 µg, administrada 3 vezes para os que têm 12 anos ou mais.   

Os ingredientes das vacinas contra a covid-19 são comuns?

Para descobrir se um ingrediente é comum, o CAS oferece uma perspectiva única. Por mais de 100 anos, sempre que novas pesquisas científicas relacionadas à química são publicadas, o CAS captura essas informações no CAS Content Collection™, o que nos permite ver quando um composto químico aparece pela primeira vez na pesquisa e todas as vezes seguintes. Como resultado, o CAS Content Collection nos mostra com que frequência um composto é estudado ou usado em pesquisa, uma vez que cada composto recebe seu próprio número de registro. Ao conectar cada ingrediente da vacina covid-19 à sua prevalência na literatura científica, podemos obter informações de quão cientificamente ele é comum.

Na verdade, os ingredientes mais comuns cientificamente também aparecem em nossas casas, principalmente como ingredientes de alimentos e, às vezes, em produtos para a pele. Por outro lado, ingredientes da vacina que aparecem menos no CAS Content Collection (como os lipídios) são mais recentes, têm menos aplicações e são mais específicos. No entanto, nosso conteúdo nos ajuda a entender melhor esses ingredientes exclusivos.

Ingredientes domésticos comuns do dia a dia

Os ingredientes mais comuns são facilmente encontrados em nossas próprias despensas. Alguns, de forma singular, como sal ou açúcar, ou em alimentos e bebidas populares, como Gatorade ou Jell-O (gelatina). Para ver a prevalência de um ingrediente no CAS Content Collection, consideramos o número de vezes que seu Registry number foi mencionado nas publicações do mundo e os categorizaremos como:

• Alta: acima de 50.000
• Média: entre 10.000 e 50.000
• Baixa: de 0 a 10.000

Ingredientes comuns (com CAS Registry number) em vacinas contra a covid disponíveis nos EUA

Ingrediente (CAS Registry Number)	Prevalência	Uso da vacina	Encontrado em
Etanol 64-17-5	Alta	Janssen	bebidas alcoólicas, desinfetantes para as mãos
Ácido acético 64-19-7	Alta	Moderna	vinagre branco destilado
Cloreto de sódio, 7647-14-5	Alta	Pfizer Janssen	sal de cozinha
Sacarose 57-50-1	Alta	Pfizer Moderna	açúcar
Cloreto de potássio 7447-40-7	Alta	Pfizer	substituto do sal em alimentos com baixo teor de sódio; fórmula para bebês
Colesterol 57-88-5	Alta	Pfizer Moderna	ocorre naturalmente em humanos e animais. Alimentos comuns que contêm queijo, ovos, carne.
Fosfato de potássio monobásico 7778-77-0	Alta	Pfizer	Gatorade
Acetato de sódio 127-09-3	Alta	Moderna	chips de sal e vinagre
Polissorbato-80 9005-65-6	Alta	Janssen	emulsificante a base de sorbitol: usado em sorvetes, o uso tópico inclui os sabonetes
Ácido cítrico monohidratado* 5949-29-1	Alta	Janssen	Ácido naturalmente presente em frutas cítricas. Forma anidra usada em bombas de banho ou como aditivo alimentar para adicionar acidez. Refrigerante
Fosfato de sódio dibásico dihidratado 10028-24-7	Média	Pfizer	Jell-O (gelatina)
Citrato trissódico dihidratado* 6132-04-3	Média	Janssen	Jell-O (gelatina), Sprite, Gatorade

* Inclui a ocorrência do ingrediente cristalizado com uma ou duas moléculas de água e a ocorrência sem água.

Ingredientes cientificamente comuns

Nesta categoria, encontramos os ingredientes que são um pouco mais especializados, mas ainda são usados em uma variedade de aplicações. Eles são muito mais comuns em medicina e/ou pesquisa do que em nossos armários e tem sido assim há várias décadas, pelo menos. O ingrediente mais comum é a 2-hidroxipropil beta-ciclodextrina (HPBCD), um fascinante composto em forma de anel, derivado da beta-ciclodextrina (BCD) que se forma naturalmente a partir do amido. Não só o BCD foi estudado mais de 50.000 vezes, mas existem mais de 26.000 compostos baseados nele. Mais recente em cena é a 1,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DSPC), uma fosfatidilcolina que pode ocorrer naturalmente – em uma mistura de fosfatidilcolinas e outras lecitinas – em alimentos como a soja. Sua forma pura, isolada ou sintética, vem sendo estudada em vacinas ou nanopartículas lipídicas há mais de duas décadas. Trometamina e trometamina HCl, estabilizadores da vacina Moderna, também fazem parte da lista como ingredientes de vacinas estabelecidos, bem como ingredientes para cosméticos.

Ingredientes cientificamente comuns das vacinas contra a covid-19 disponíveis nos EUA

Ingrediente (CAS Registry Number)	Prevalência	Uso da vacina	Exemplos
2-hidroxipropil-ß-ciclodextrina 7585-39-9	Alta	Janssen	convertido naturalmente do amido por enzimas; excipiente amplamente utilizado em outras vacinas desde 1984
Trometamina 77-86-1	Média	Moderna	cosméticos, soros; outras vacinas desde 1978
Cloridrato de trometamina 1185-53-1	Média	Moderna	cosméticos, soros; trata acidose metabólica; outras vacinas desde 1997
1,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfocolina 816-94-4	Média	Pfizer Moderna	uma fosfatidilcolina (PC) que ocorre naturalmente na soja com outros PCs; DSPC puro usado em lipossomas ou nanopartículas lipídicas; outras vacinas desde 1998

Ingredientes exclusivos

Os ingredientes menos comuns são os lipídios especializados para as vacinas de mRNA da Moderna e da Pfizer. Esses lipídios compõem as nanopartículas lipídicas (LPNs) que protegem o mRNA da proteína spike e ajudam a transportá-lo com segurança para nossas células. A tecnologia LPN existe há quase 30 anos, com a pesquisa do câncer desempenhando um papel crítico em sua inovação. Para tornar as vacinas de mRNA uma realidade, os lipídios certos precisavam ser descobertos e desenvolvidos. É importante notar que, embora ainda novos, esses ingredientes lipídicos são anteriores à pandemia de covid-19.

As partículas relacionadas ao vírus são os únicos ingredientes verdadeiramente novos das vacinas, desenvolvidas após o início da pandemia. Para Pfizer e Moderna, isso consiste em uma cadeia de mRNA que codifica a proteína viral da covid-19. O mRNA usado é baseado na variante original do SARS-CoV-2; se forem lançadas vacinas mais recentes que visam variantes posteriores do coronavírus, como a Ômicron, isso pode ser feito usando uma sequência mais recente de mRNA. As vacinas de mRNA não causam nenhuma alteração genética em nossas células, pois o mRNA fica apenas no citosol das células e não interfere no DNA no núcleo da célula. Assim como as vacinas de mRNA, a vacina da Johnson & Johnson fornece um modelo genético às células para produzir a proteína spike do coronavírus, usando um vírus vetorial de adenovírus-26 (ad26) modificado que carrega um pedaço de DNA. Como o mRNA e o DNA são específicos da covid-19, esses ingredientes foram desenvolvidos desde o início da pandemia. Vacinas de mRNA semelhantes que usam a mesma tecnologia LPN são estudadas desde 2016, e uma vacina de vetor viral Ebola usando ad26 também estava em desenvolvimento já em 2016.

Ingredientes exclusivos das vacinas contra a covid-19 disponíveis nos EUA

Ingrediente (CAS Registry Number)	Prevalência	Uso da vacina	Outros usos
2[(polietilenoglicol (PEG))-2000]-N,N-ditetradecilacetamida 1849616-42-7	Baixa	Pfizer	outros estudos de vacinas incluem HIV, rotavírus; terapias contra o câncer
(4-hidroxibutil)azanediil) bis(hexano-6,1-diil)bis(2-hexildecanoato) 2036272-55-4	Baixa	Pfizer	outros estudos de vacinas de mRNA incluem HIV, gripe, raiva, febre amarela, RSV, câncer
PEG2000-DMG: 1,2-dimiristoil-rac-glicerol, metoxipolietilenoglicol 160743-62-4	Baixa	Moderna	terapias direcionadas, incluindo quimioterapia direcionada
SM-102: heptadecan-9-il 8-((2-hidroxietil) (6-oxo-6-(undeciloxi) hexil) amino) octanoato 2089251-47-6	Baixa	Moderna	outros estudos de vacinas de mRNA incluem HIV, rotavírus; terapias contra o câncer
mRNA que codifica a proteína spike do SARS-CoV-2	-	Pfizer Moderna	específicos somente para as vacinas contra a covid-19.
adenovírus recombinante, incompetente para replicação tipo 26 que expressa a proteína spike do SARS-CoV-2	-	Janssen	específico apenas para a vacina contra a covid-19; a porção de adenovírus também foi usada no projeto de uma vacina contra o Ebola

Devido à intensa pesquisa em torno da pandemia de covid-19, a prevalência desses ingredientes exclusivos no CAS Content Collection cresce o tempo todo. Sem dúvida, com o passar do tempo, serão desenvolvidos mais usos para os LPNs e vetores virais ad26.

Resumo

As formulações e ingredientes das vacinas contra a covid-19 estão sob intenso escrutínio, mas como os EUA estão provavelmente a favor da COMIRNATY^® infantil da Pfizer e BioNTech para crianças com menos de 5 anos, pode ser muito útil entender como alguns desses ingredientes são comuns a fim de permitir que os pais tomem decisões esclarecidas. Para quem busca mais detalhes sobre todos os ingredientes, baixe essa tabela de todos os ingredientes por vacina.

Para ainda mais informações sobre a covid-19, visite a coleção de Recursos do CAS covid-19 para ver os conjuntos de dados mais recentes, explorador de bioindicadores e artigos revisados por pares.  

 

Até dezembro de 2021, foram aplicadas mais de 8 bilhões de doses de vacina para a doença do coronavírus de 2019 (Covid-19), incluindo cerca de 217 milhões de doses de “reforço”. O alvo principal é a chamada proteína “spike” ou “S”, uma proteína viral essencial que desempenha um papel fundamental ao permitir que o vírus invada as células hospedeiras.

Embora as vacinas sejam imprescindíveis, o desenvolvimento de tratamentos para a Covid-19 revelou que as proteínas intrinsecamente desordenadas podem desempenham um papel patológico crítico. Historicamente, os biólogos acreditavam que a sequência de aminoácidos de cada proteína determina sua estrutura tridimensional, o que, por sua vez, determina sua função. No entanto, há um grande grupo de proteínas e regiões que não possuem uma estrutura 3D fixa ou ordenada, mas ainda exibem atividades biológicas essenciais – as chamadas proteínas e regiões intrinsecamente desordenadas (Figura 1).

Esse distúrbio proteico está codificado em sequências de aminoácidos e é abundante em todos os organismos vivos e nos vírus. Uma compreensão mais profunda das relevantes regiões de características da proteína do SARS-CoV-2 pode permitir um progresso mais rápido no desenvolvimento de tratamentos para a Covid-19.

Exemplos de proteínas intrinsecamente desordenadas

A variabilidade natural encontrada nas "proteínas intrinsecamente desordenadas" (IDPs) ou nas "regiões intrinsecamente desordenadas (IDPRs)" podem ser observadas nos três reinos da vida. Elas estão ligadas a processos importantes como catálise enzimática, regulação alostérica, sinalização celular, transcrição, entre outros.

No entanto, elas também desempenham um papel nas doenças, incluindo neurodegeneração, diabetes, doenças cardiovasculares, amiloidose, doenças genéticas e câncer. Além disso, as proteínas virais geralmente contêm tais regiões, que foram correlacionadas com a virulência porque conferem a capacidade das proteínas virais se ligarem, de maneira fácil e indiscriminada às proteínas do hospedeiro.

O interesse nas IDPs/IDPRs na ciência das proteínas tem crescido rapidamente desde o ano 2000, como demonstrado pela pesquisa no CAS Content Collection^TM (Figura 2), e seu papel no design de medicamentos, inclusive para a Covid-19, estão começando a ser explorados.

Proteínas intrinsecamente desordenadas no SARS-CoV-2

O SARS-CoV-2 forma um virion contendo seu RNA genômico empacotado em uma partícula que compreende: a proteína S, importante para a entrada nas células hospedeiras; a proteína de membrana (M) que facilita a montagem viral; a proteína do pequeno envelope do canal iônico (E); e a proteína do nucleocapsídeo (N), que se junta ao RNA viral para formar o nucleocapsídeo (Figura 3).

 

IDPs/IDPRs não são comuns no proteoma SARS-CoV-2. A bem da verdade, o proteoma SARS-CoV-2 exibe níveis significativos de ordem estrutural, exceto pela proteína do nucleocapsídeo (N), as proteínas do SARS-CoV-2 são proteínas altamente ordenadas que contêm poucas regiões de proteínas intrinsecamente desordenadas. É digno de nota, no entanto, que as regiões desordenadas existentes contribuem significativamente para o funcionamento e virulência do vírus e, portanto, são alvos promissores de drogas para a descoberta de medicamentos antivirais; tal abordagem já provou ser valiosa na identificação de novos candidatos a medicamentos.

Proteína do nucleocapsídeo (N)

A proteína N de ligação ao RNA estabiliza o RNA genômico dentro da partícula do vírus e regula a transcrição, replicação e empacotamento do genoma viral. A proteína N é altamente desordenada – sua porcentagem média de desordem intrínseca prevista é de cerca de 65%. Essas regiões desordenadas parecem ser importantes na manutenção do nucleocapsídeo e, portanto, podem servir como alvos para o design de medicamentos. Regiões desordenadas dentro da proteína N também parecem ser importantes para permitir que a proteína se agregue por meio de um processo denominado “separação de fase líquido-líquido”, possivelmente como uma forma de interromper a formação natural de grânulos de estresse, importantes na imunidade da célula hospedeira. Assim, a interrupção do processo de separação de fase líquido-líquido da proteína N é promissora para a intervenção antiviral e oferece novos alvos e estratégias para o desenvolvimento de medicamentos para combater a Covid-19.

Proteína spike (S)

A proteína S ornamenta a superfície do vírus como uma coroa. Ela é fundamental para a entrada do vírus no hospedeiro (Figura 4) e, como tal, tem sido alvo para medicamentos comumente utilizados no desenvolvimento de vacinas contra a Covid-19. A ligação com o receptor e a fusão da membrana, as etapas iniciais da infecção, estão relacionadas a regiões de desordem intrínseca significativa.

Análises da proteína S indicam que tanto os locais de clivagem da subunidade S associados à maturação de S e o peptídeo de fusão S estão associados a IDPRs. Considerando que a digestão proteolítica é consideravelmente mais rápida em regiões de proteínas não estruturadas comparada com as estruturadas, essa especificidade estrutural da proteína SARS-CoV-2 S pode ter uma alta importância funcional.  

Durante a infecção pelo vírus SARS-CoV-2, as IDPRs podem ser detectadas na interface da proteína spike e do receptor ACE2, o receptor encontrado nos tecidos humanos ao qual o vírus faz a ligação. Os principais resíduos da proteína spike têm uma forte afinidade de ligação ao ACE2, uma provável explicação para a alta transmissibilidade do SARS-CoV-2.

Tanto a ligação com o receptor quanto a fusão da membrana, as etapas iniciais e importantes na infecção pelo coronavírus, estão relacionadas a regiões de desordem intrínseca significativa na proteína S. Elas são os alvos principais para inibir a infecção pelo SARS-CoV-2.  

Proteína da membrana (M)

A proteína M é a principal proteína transmembrana encontrada em grande número no virion. O SARS-CoV-2 possui uma das camadas externas de proteção mais duras entre os coronavírus – isso está possivelmente relacionado ao baixo distúrbio intrínseco da proteína M (6%) e pode ser responsável pela alta resiliência e transmissibilidade do vírus. De fato, foi demonstrada uma correlação entre a virulência de vários vírus e a porcentagem de desordem intrínseca de suas proteínas M, com proteínas M menos desordenadas sendo associadas a vírus mais contagiosos.

Perspectivas futuras: as fronteiras do design de medicamentos

Atualmente, existe uma grande preocupação em todo o mundo com o aparecimento de novos vírus e a ocorrência de epidemias associadas. Portanto, é de grande importância conhecer as estruturas e funções das proteínas virais para identificar alvos terapêuticos originais para a prevenção e tratamento de doenças.

Em nossa publicação revisada por pares na ACS Infectious Diseases, resumimos as informações disponíveis sobre o proteoma SARS-CoV-2 no que diz respeito à ocorrência de distúrbio intrínseco em suas proteínas. Na verdade, já se reconhece que o proteoma SARS-CoV-2 exibe níveis substanciais de ordem estrutural – apenas a proteína N é altamente desordenada. Embora outras proteínas do SARS-CoV-2 sejam caracterizadas por graus mais baixos de desordem, suas IDPRs existentes contribuem de maneira significativa para o funcionamento e a virulência do vírus e são alvos promissores de medicamentos para o design de medicamentos antivirais.

As IDPs são onipresentes e têm inúmeras funções biológicas cruciais que complementam a funcionalidade das proteínas ordenadas. No entanto, quando ocorre um mau funcionamento (por exemplo, expressão incorreta, processamento incorreto ou regulação incorreta), as IDPs/IDPRs tendem a se engajar em interações indesejáveis e se envolver no desenvolvimento de vários estados patológicos. De fato, muitas proteínas associadas à neurodegeneração, diabetes, doenças cardiovasculares, amiloidose e doenças genéticas, bem como a maioria das proteínas relacionadas ao câncer humano, são IDPs ou contêm IDPRs longas..

Embora seja possível utilizar as técnicas de biologia estrutural no desenvolvimento de medicamentos, a prática do design racional de medicamentos tem tradicionalmente subestimado a presença de desordem intrínseca nas proteínas alvo. Seria claramente um grande benefício compreender a estrutura dessas regiões no SARS-CoV-2 e outros proteomas patogênicos para o desenvolvimento de medicamentos para a Covid-19 e outros, continuando a expandir os limites do design de medicamentos.  

 

"Estamos no meio de uma revolução terapêutica", de acordo com os autores de um artigo de revisão recente, publicado na Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Os autores comentam sobre a rápida expansão das terapias de RNA na pesquisa moderna e no desenvolvimento clínico, impulsionada em parte pelo interesse nas vacinas de RNA contra a Covid-19 durante a pandemia de SARS-CoV-2, ainda em andamento.  

Tradicionalmente, o desenvolvimento de medicamentos tem sido dominado pelos chamados medicamentos de pequenas moléculas (definidas como qualquer composto orgânico com baixo peso molecular), que ainda têm inúmeras aplicações na medicina. No entanto, os avanços da biotecnologia e da biologia molecular têm permitido aos pesquisadores projetar agentes macromoleculares que variam de anticorpos monoclonais e proteínas recombinantes a oligonucleotídeos e genes/fragmentos de genes como candidatos a medicamentos. Como consequência, ‘os produtos biológicos’ se estabeleceram como os principais elementos na caixa de ferramentas das terapias disponíveis hoje. No início de 2020, os produtos biológicos representavam sete dos 10 medicamentos mais vendidos no mundo. 

Além disso, surgiu o design de medicamentos à base de ácido nucleico – e atualmente está em rápida expansão. Embora o desenvolvimento clínico de terapias de RNA tenha sido tradicionalmente dificultado por desafios como eficiência e imunogenicidade, o sucesso recente das vacinas de mRNA para a Covid-19 e a aprovação de diversos medicamentos baseados em RNA deram um impulso substancial ao campo de estudo. Usando o CAS Content Collection™ – a maior coleção de conhecimento científico publicado com curadoria humana – examinamos a aplicação de RNA na medicina moderna. 

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Leia o relatório do CAS Insights: "Medicamentos derivados de RNA: uma revisão das tendências e desenvolvimentos de pesquisa" 

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Vantagens e desafios das terapias de RNA

A mira nos alvos "não passíveis de tratamento"

Uma grande vantagem da terapia de RNA é que os medicamentos de RNA podem ser usados para atacar moléculas ‘não passíveis de tratamento’, que são difíceis ou impossíveis de atingir usando medicamentos à base de pequenas moléculas. Somente cerca de um quinto das proteínas pode ser alvo dos medicamentos usados normalmente, incluindo pequenas moléculas e anticorpos e não é possível ter RNAs não codificantes como alvo usando as pequenas moléculas tradicionais ou anticorpos monoclonais (que se ligam a regiões do local ativo dos receptores de proteínas ou enzimas, exigindo assim que ocorra a tradução).  

Síntese facilitada

Os produtos de RNA podem ter grandes vantagens de fabricação sobre as proteínas em termos de simplicidade, custo-benefício e velocidade dos processos de fabricação, tornados particularmente relevantes no desenvolvimento recente de vacinas de RNA. As estratégias à base de ácido nucleico também podem contornar a necessidade de processos complexos de síntese como modificações pós-tradicionais ao utilizar a maquinaria celular da célula de mamífero. 

Além disso, a sequência do RNA pode ser ajustada rapidamente, entregando moléculas personalizadas para diferentes alvos. Isso agiliza muito o processo de desenvolvimento, o que ficou bem claro com o rápido desenvolvimento das vacinas de RNA para a Covid-19.  

Segurança e efeitos colaterais 

Por entrarem no núcleo, os medicamentos de DNA despertam preocupações com a segurança devido à possível integração com o genoma do hospedeiro. Exceto os RNAs do sistema CRISPR-Cas, que editam o genoma, os RNAs não alteram o material genômico e não apresentam risco de integração genômica.  

No entanto, as terapias de RNA podem ter problemas de especificidade que podem causar efeitos colaterais, e sua suscetibilidade à degradação pode gerar uma farmacodinâmica ruim, complicando seu uso. Alguns desses problemas podem ser mitigados ao se modificar quimicamente o RNA, um tópico sobre o qual as pesquisas têm se concentrado. 

Entrega

As terapias de RNA tendem a ter um tamanho grande, em comparação com as terapias de pequenas moléculas, e têm uma carga elétrica elevada, tornando desafiador a entrega intracelular em suas formas nativas.  

Tendências de pesquisa em terapias de RNA 

Desde 1995, tem havido um aumento constante no número de revistas científicas e patentes contendo informações sobre a terapia de RNA, atingindo seu pico em pacientes por volta de 2001 (possivelmente relacionado ao primeiro ensaio clínico humano usando células dendríticas transfectadas com mRNA codificando antígenos tumorais) e um aumento do número de revistas em 2020 (muito provavelmente resultando do interesse nas vacinas de mRNA para a Covid-19) (Figura 1).

A pesquisa de RNA tornou-se gradualmente mais diversificada à medida que novos tipos de RNA são descobertos, particularmente nas áreas de siRNA, miRNA, lncRNA e CRISPR (Figura 2). As taxas de aumento nos volumes de publicação de circRNA, exossomo de RNA, lncRNA e CRISPR são significativamente mais rápidas do que o resto. Notavelmente, a tecnologia CRISPR foi responsável por 20% dos pedidos de patentes em geral, relacionados ao RNA em 2020. Isso coincide com um número acelerado de aprovações de terapias baseadas em CRISPR para iniciar os ensaios clínicos. 

Interferir na funcionalidade de RNAs recém-descobertos é considerada uma ferramenta terapêutica promissora para superar as fraquezas das abordagens terapêuticas tradicionais (Tabela 1).

Tabela 1: funções terapêuticas de diferentes tipos de RNA

Tipo de RNA	Funções terapêuticas
mRNA	O princípio básico da terapia de mRNA envolve a entrega de mRNA transcrito in vitro em uma célula alvo, onde o mRNA é traduzido para uma proteína funcional, ou seja, anticorpos, antígenos e citocinas.
siRNA	Por meio da degradação direcionada de mRNA, o siRNA faz a mediação do silenciamento de genes específicos de sequência para a patogênese de várias doenças associadas a um histórico genético conhecido.
miRNA	O miRNA pode conciliar a expressão de vários genes-alvo diferentes; simultaneamente ao mediar a degradação de mRNA alvo ou a repressão de tradução de mRNA.
IncRNA	Os lncRNAs são um grande grupo de genes de RNA estruturalmente complexos que podem interagir com DNA, RNA ou moléculas de proteína (histonas) para regular a transcrição de genes por meio de modificações epigenéticas (principalmente por meio de metilação e acetilação).
circRNA	Os circRNAs podem sequestrar proteínas ou translocar proteínas entre os compartimentos subcelulares. A desregulação de circRNAs tem sido implicada em uma variedade de doenças, especialmente câncer, doenças cardiovasculares e doenças neurológicas. De uma maneira específica de tecido ou célula, as abordagens de ganho de função e perda de função são normalmente realizadas usando a expressão circRNA.
piRNA	Os piRNAs podem se ligar às proteínas piwi para formar um complexo piRNA/piwi, influenciando assim o silenciamento de transposons, espermiogênese, rearranjo do genoma, regulação epigenética, regulação de proteínas e manutenção de células-tronco germinativas.
Ribozima	As enzimas de RNA – ribozimas – são moléculas de RNA catalíticas que reconhecem seu RNA alvo de uma maneira altamente específica de sequência para regular negativamente e reparar genes patogênicos. Elas podem ser usadas para tratar uma variedade de doenças que vão desde distúrbios metabólicos inatos até infecções virais e doenças adquiridas, como câncer.
exossoma de RNA	Os exossomos são um tipo de nanovesícula extracelular potencialmente utilizada para o diagnóstico ou a terapia de diversas indicações patológicas. Pesquisas em andamento investigam o potencial da detecção de RNA de exossomos no diagnóstico clínico. Para fins terapêuticos, a entrega de RNA pequeno baseada em exossomos é usada como uma ferramenta de silenciamento de genes pós-transcricional potente e específica por degradação catalítica ou parada de tradução de RNA direcionado.
CRISPR	O sistema CRISPR-Cas9 é uma das tecnologias de edição de genes específicos de sequência mais versáteis e eficientes que podem ser usadas para edição de genoma, investigação de função gênica e terapia de genes. Até o momento, o CRISPR-Cas9 tem sido amplamente utilizado em doenças genéticas, incluindo distrofia muscular de Duchenne, deficiência de α1-antitripsina, hemofilia, perda auditiva e doenças hematopoiéticas.

 

Em que áreas terapêuticas estão concentradas as terapias de RNA?

As doenças infecciosas e o câncer apresentam o maior crescimento e o maior número de terapias na fase de pesquisa (Figuras 3 e 4). A pandemia da Covid-19 intensificou as fases de pesquisa e o número de terapias aprovadas dos medicamentos de RNA para doenças infecciosas (Figura 4), levando ao mercado a primeira terapia de mRNA aprovada. 

 

Resolvendo os desafios nas terapias de RNA

A modificação química do RNA pode ser usada para proteger o RNA da degradação e melhorar a especificidade do alvo, diminuindo o risco de efeitos colaterais devido a efeitos fora do alvo. Além da modificação química, os veículos de entrega constituídos por nanomateriais podem ser usados para proteger o RNA da degradação e auxiliar no transporte da terapia ao alvo desejado.

De acordo com os dados do CAS Content Collection, o uso da modificação de RNA começou a aumentar muito em 1995 e está associado a comprimentos de sequência menores (Figura 5). A predominância de RNAs de 18 a 27 nucleotídeos modificados reflete o uso desse comprimento de sequência em formas específicas de RNA (siRNAs e ASOs). O exame de modificações em medicamentos de RNA aprovados pela FDA confirma a correlação entre o tipo de RNA e suas modificações.

Modificações de base no RNA 

Os nucleotídeos não canônicos com modificações que interferem na formação de ligações de hidrogênio podem desestabilizar termicamente a formação de um duplex com o alvo e, assim, melhorar a especificidade do alvo limitando a ligação fora dele. Além disso, a modificação pode melhorar o desempenho do RNA terapêutico. O uso da base modificada de N1-metilpseudouridina em mRNAs terapêuticos, como nas vacinas de mRNA para a Covid-19, melhora a tradução e diminui os efeitos colaterais citotóxicos e a resposta imune ao mRNA. As vacinas de mRNA, Comirnaty da Pfizer e Spikevax da Moderna, também usam tampas de 7-metilguanosina ligadas por um trifosfato 5' à extremidade 5' do mRNA, duplicando as tampas de mRNA encontradas na natureza que evitam a degradação da extremidade 5' do mRNA

Modificações na ribose 

Modificações na posição 2’ da ribose no RNA podem aumentar a estabilidade e reduzir os efeitos fora do alvo. As modificações mais comuns na posição 2' incluem 2'-O-metil, 2'-fluoro, 2'-O-metoxietil (MOE) e 2'-amina.

Modificações de esqueleto

Modificações no grupo fosfato no esqueleto açúcar-fosfato podem melhorar a entrega de RNA ao neutralizar a carga negativa que pode interferir no transporte através das membranas e conferir maior resistência às nucleases, estendendo assim suas meias-vidas de eliminação de tecido. Uma das modificações de esqueleto mais utilizadas é o fosforotioato.

Pesquisa relacionada a nanocarreadores de RNA

Embora as barreiras biológicas, como a imunogenicidade e a estabilidade da nuclease, sejam geralmente abordadas pela modificação da estrutura química do RNA, são necessários sistemas de entrega adicionais para superar outras barreiras no corpo. O encapsulamento de RNA em nanopartículas é uma maneira bem-sucedida de proteger e entregar RNA. Atualmente, existem cerca de 7.000 publicações científicas no CAS Content Collection relacionadas aos sistemas de entrega de RNA. Os estudos relacionados ao carreador de RNA são dominados pelas nanopartículas lipídicas, seguidas de perto pelos nanocarreadores poliméricos (Figura 6).

Conclusões

As terapias de RNA representam uma categoria de medicamentos em rápida expansão que deve mudar o padrão de tratamento para muitas doenças. Elas têm diversas vantagens em comparação com medicamentos tradicionais baseados em pequenas moléculas e moléculas biológicas, pois são de baixo custo, relativamente simples de fabricar e capazes de atingir locais anteriormente “não passíveis de tratamento”. Os desafios clássicos experimentados com sua estabilidade, entrega e efeitos fora do local podem ser eliminados ou reduzidos por meio de modificações químicas e nanocarreadores de RNA. Uma busca no CAS Content Collection destacou doenças infecciosas como a Covid-19 e o câncer como áreas terapêuticas-chave para RNAs e mostrou que a taxa de aumento dos volumes de publicação sobre circRNA, exossomo RNA, lncRNA e CRISPR são particularmente altas, com uma explosão atual notável na pesquisa relacionada ao CRISPR.

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Ouça os especialistas

Para obter insights adicionais, assista o recente webinar da ACS para ver o que mais empolga os atuais líderes em terapias de RNA. Esse painel de discussão apresenta especialistas com os mais diversos históricos de pesquisa, dentre eles:

• Dr. John P. Cooke, Diretor Médico do Centro de terapias de RNA
• Dr. Robert DeLong, Professor associado do Centro de Inovação em Nanotecnologia na Universidade Estadual de Kansas
• Dr. Barb Ambrose, Cientista de Informações Sênior do CAS.
• Dr. Ramana Doppalapudi, Vice-presidente de Química da Avidity Biosciences
• Moderado pelo Dr. Gilles Georges, Vice-presidente e Diretor executivo científico do CAS

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Com cada vez mais colas moleculares, proximidade induzida e abordagens direcionadas à degradação de proteínas lotando a fase de ensaio clínico, ter uma visão panorâmica desse campo emergente traz implicações críticas em áreas terapêuticas como câncer, doenças autoimunes e neurodegenerativas. Saiba mais em nosso relatório técnico mais recente com insights exclusivos do CAS e uma visão de oportunidades futuras.

Com o aumento da conscientização sobre os vírus devido à pandemia de COVID-19, as notícias sobre surtos de varíola em todo o mundo estão levantando muitas bandeiras vermelhas. Monkeypox é um vírus encontrado e confinado regularmente na África Central e Ocidental. Ele se espalhou de maneira incomum com este surto e entre populações que não eram vulneráveis no passado. Atualmente, existem mais de 300 casos confirmados em pelo menos 19 países fora da África, com muitos outros sob investigação. O CAS Content Collection™ permite insights exclusivos sobre a varíola dos macacos, o cenário de pesquisa, opções terapêuticas e perfis científicos com vírus semelhantes.   

O que é o Monkeypox?

O vírus Monkeypox é classificado na família Poxviridae do gênero Orthopoxvirus. O CAS Content Collection mostra a filogenia do vírus da varíola dos macacos. É da mesma família que uma doença de pele comum na infância, Molluscum contagiosum, e do mesmo gênero de vírus que o vírus vaccinia (cowpox virus), da varíola bovina e o vírus variola (smallpox virus), da varíola propriamente dita. No entanto, não está relacionado ao comumente conhecido vírus da catapora (Varicella). Foi descoberto pela primeira vez em 1958 em colônias de macacos de pesquisa que desenvolveram uma doença semelhante à varíola, com o primeiro caso humano relatado na República Democrática do Congo (RDC) em 1970. Todos os casos subsequentes fora dos países endêmicos foram limitados a viagens para esses países ou animais importados infectados. Monkeypox é classificada como uma doença zoonótica em que a transmissão ocorre principalmente de animal para humano ou vice-versa. Este surto atual, no entanto, mudou para a transmissão de humano para humano em países não endêmicos, gerando confusão para muitos e levando essa doença rara para as manchetes.

 

Visão panorâmica da ciência publicada sobre a varíola dos macacos

Analisando o CAS Content Collection, a pesquisa para Orthopoxvirus começou a aumentar no final da década de 1980, com 30.000 artigos de periódicos e patentes presentes nesta categoria. Como era de ser esperar, o volume de publicações para a varíola dos macacos é muito menor, com cerca de 1.200 artigos de periódicos e patentes, em que a pesquisa aumenta ligeiramente no início dos anos 2000 e permanece relativamente estável de 2003 a 2021.

 

 

Tabela 1. As 10 principais empresas e institutos de pesquisa que pesquisam o vírus monkeypox

Empresa ou Instituto de Pesquisa	Número de artigos e patentes
National Institutes of Health (EUA)	38
Centers for Disease Control and Prevention	35
United States Army Medical Research Institute of Infectious Diseases	26
Saint Louis University	14
Robert Koch Institute	9
Oregon Health and Science University	7
Southern Illinois University	7
Chimerix Inc.	6
La Jolla Institute for Immunology	6
Utah State University	6

 

Como o monkeypox é transmitido?   

O vírus Monkeypox é um vírus de DNA de fita dupla (dsDNA) com um tamanho de genoma de cerca de 190 kb. Em contraste com o SARS-CoV-2, que é um vírus de RNA de fita simples com um tamanho de genoma de ≈30 kb. Como sabemos muito bem, o SARS-CoV-2 é tão pequeno que pode ser aerossolizado e viajar mais de 1,8 m no ar. O vírus Monkeypox, em contraste, é muito maior em tamanho, não aerossoliza e viaja apenas alguns metros antes de cair no chão. O vírus Monkeypox também não permanece no ar como o vírus SARS-CoV-2. Para a transmissão de humano para humano pelo ar, é necessário um contato prolongado face a face com um indivíduo infectado. Também pode se espalhar por contato direto com fluidos corporais ou lesões ou exposição indireta ao material da lesão, como roupas ou roupas de cama. A transmissão de animal para humano pode ocorrer por mordida ou arranhão, preparação de carne de caça e contato direto ou indireto com fluidos corporais ou lesões. O vírus entra no corpo por lesões na pele, pelo trato respiratório ou pelas membranas das mucosas. Outro contraste positivo em relação ao vírus SARS-CoV-2 é que o vírus Monkeypox sofre mutações a uma taxa muito mais lenta, já que é um vírus de DNA com um tamanho muito maior. O que torna as vacinas históricas e atuais altamente eficazes.

Perfis genéticos da atual varíola dos macacos

Os vírus de DNA são geralmente estáveis e sofrem mutações extremamente lentas em comparação com os vírus de RNA. Pesquisadores de Portugal compartilharam o primeiro esboço do genoma em 19 de maio de 2022 e divulgaram mais nove sequências genômicas do vírus Monkeypox que está causando o atual surto em vários países em 23 de maio. O atual rascunho preliminar do sequenciamento genômico mostra que o surto atual pertence à cepa padrão da África Ocidental e está intimamente relacionado à cepa de varíola dos macacos que foi associada à exportação de animais da Nigéria para vários países em 2018 e 2019. Os pesquisadores observaram que o surto atual provavelmente veio de uma única origem, mas também divergiu da sequência de 2018/2019 com 50 pequenos polimorfismos de ácidos nucleicos (SNP). Eles também descobriram os primeiros sinais de microevolução dentro deste grupo de surtos, com o surgimento de 7 SNPs levando à criação de 3 ramos descendentes que incluíam um subgrupo adicional de 2 sequências. Este subgrupo de duas sequências foi determinado como tendo uma deleção de frameshift 913bp que parece ter correlação com a transmissão de humano para humano. Essa microevolução pode permitir que essa sequência genômica tenha resolução suficiente para rastrear a disseminação do vírus com esse surto, o que muitas vezes não é possível com outros vírus dsDNA.   

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Vacinas e possíveis tratamentos para a Monkeypox

Embora as vacinas não estejam imediatamente disponíveis para o público em geral, o governo dos EUA está atualmente liberando vacinas JYNNEOS do estoque nacional estratégico do país para alguns contatos de alto risco de pacientes precoces. As vacinas atuais e os possíveis tratamentos estão resumidos e mostrados abaixo na Tabela 2.

Tabela 2. Vacina e possíveis tratamentos contra a varíola dos macacos.  

Nome e CAS Registry Number	Observações
Vacinas
JYNNEOS (Imvamune/ Imvanex) *  1026718-04-6	Licenciada nos EUA para prevenir a varíola e a catapora. Pelo menos 85% de eficácia na prevenção da varíola dos macacos.
ACAM2000*  860435-78-5	Pode ser usada em pessoas expostas à varíola dos macacos, desde que seja usada sob um protocolo de novo medicamento investigativo de acesso expandido (IND). Está licenciada para imunização em pessoas com pelo menos 18 anos e com alto risco de infecção por varíola.
Possíveis tratamentos
Cidofovir  113852-37-2	Atividade comprovada contra poxvírus com base em estudos in vitro e em animais. Efeito adverso de toxicidade renal.
Brincidofovir (CMX001)  444805-28-1	Atividade comprovada contra poxvírus com base em estudos in vitro e em animais. Perfil de segurança melhorado em relação ao Cidofovir.
Tecovirimat (ST-246)  869572-92-9	Estudos com animais mostraram eficácia no tratamento de doenças induzidas por orthopoxvirus. Ensaios clínicos em humanos indicaram segurança e tolerabilidade com apenas efeitos colaterais menores. Embora atualmente estocado pelo Estoque Nacional Estratégico, o uso só está disponível sob um IND.
Vacina imunoglobulina (VIG)	O uso de VIG é administrado sob um IND e não tem benefício comprovado no tratamento das complicações da varíola. VIG pode ser considerado para uso profilático em uma pessoa exposta com imunodeficiência grave na função das células T para a qual é contraindicada a vacinação contra a varíola após a exposição à varíola dos macacos.

Panorama 

Como a Organização Mundial da Saúde anunciou a erradicação da varíola em 1980, o programa de erradicação da varíola terminou em todo o mundo. Como acontece com qualquer vacinação, a imunidade diminui com o tempo e qualquer pessoa nascida após 1980 não recebeu a vacina contra a varíola e, portanto, não está protegida contra o vírus monkeypox. Pesquisas mostram que 30 anos após o término das campanhas de vacinação contra a varíola na RDC, houve um grande aumento na incidência de infecções humanas por varíola dos macacos. Isso, juntamente com menos pesquisas sobre a varíola dos macacos, pode parecer preocupante para alguns, mas houve uma extensa pesquisa sobre outros vírus da mesma família. Vacinação, opções de tratamento, juntamente com menos transmissibilidade, apontam para uma situação controlável para este surto atual que deve minimizar o impacto global. Ainda não foram identificados todos os casos do surto, mas com a conscientização sobre os vírus e as medidas de prevenção de saúde pública, o vírus da varíola dos macacos deve parar de se espalhar entre países não endêmicos.