Milhões de anos atrás, algum ancestral comum desconhecido dos lhamas, camelos e alpacas de hoje sofreu uma mutação genética incomum. Esse acontecimento evolutivo deu aos lhamas e seus parentes um tipo estranho de anticorpo que nenhum outro mamífero possui – o que, surpreendentemente, poderia acabar ajudando na luta contra o Covid-19. Nesta segunda-feira, na revista Nature Structural & Molecular Biology, pesquisadores do Rosalind Franklin Institute e da Universidade de Oxford relataram a descoberta de dois anticorpos de lhama, também chamados de “nanocorpos”, que podem impedir o vírus que causa o Covid-19 de infectar células humanas.
“Estes [nanocorpos] podem bloquear – e de maneira bastante potente – a interação entre o vírus e a célula humana ”, diz Ray Owens, professor de biologia molecular da Universidade de Oxford e um dos principais autores do estudo. “Eles basicamente neutralizam o vírus.”
Como todos os anticorpos, os nanocorpos que Owens e sua equipe desenvolveram têm a capacidade de reconhecer e se conectar a um ponto específico de uma proteína específica – nesse caso, as chamadas “proteínas de espigão” que cobrem a superfície do novo coronavírus. Quando esses picos se prendem à ACE2, uma proteína que fica do lado de fora de muitas células humanas, o coronavírus pode entrar e infectar essas células. Se, no entanto, as proteínas spike forem impedidas de se ligarem ao ACE2, o vírus flutuará inofensivamente, incapaz de invadir.
Qual a diferença de um Nanocorpo?
A maioria das espécies, incluindo os humanos, produzem anticorpos muito semelhantes. Normalmente, os anticorpos desenvolvidos para tratamentos médicos são produzidos primeiro em animais de laboratório, como coelhos, depois isolados e geneticamente modificados para se parecerem mais com anticorpos humanos. Mas algumas espécies, incluindo lhamas, seus companheiros camelídeos e tubarões, são excêntricas. Esses animais produzem nanocorpos, assim chamados porque são substancialmente menores que os anticorpos.
Essas moléculas minúsculas têm seus próprios benefícios particulares. “Às vezes pode haver um bolso específico que se forma na superfície de uma proteína que está embutida”, diz Jason McLellan, professor associado de biociências moleculares da Universidade do Texas em Austin que também descobriu um nanocorpo de lhama que bloqueia a ligação da proteína spike à ACE2. Anticorpos maiores, diz ele, “não podem se ligar dentro desse bolso”.
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Mesmo quando são usados exatamente nos mesmos locais, os nanocorpos podem ter uma vantagem sobre os anticorpos humanos. “Eles são muito estáveis”, diz Owens. Diferentemente da maioria dos anticorpos, eles mantêm sua forma em ambientes extremos, como o estômago humano.
Dadas essas vantagens, os nanocorpos foram desenvolvidos como tratamentos para doenças, e um foi aprovado pelo FDA como tratamento contra o câncer. O método testado e comprovado de desenvolver nanocorpos envolve a injeção de uma parte inofensiva do patógeno em uma lhama e a espera do animal para montar uma resposta imune. Mas inocular uma lhama e extrair seus nanocorpos é um processo de meses, lento para os padrões de pesquisa da era Covid-19. Então Owens e seus colegas adotaram uma abordagem diferente.
Como “extrair” nanocoropos da Lhama?
Eles começaram com um enorme conjunto de nanocorpos que anteriormente haviam sido isolados de lhamas. “Temos uma coleção inteira de diferentes seqüências com diferentes potenciais de ligação”, diz Owens. Eles então usaram a proteína spike para “pescar” quaisquer nanocorpos que se ligassem a ela. Essa estratégia permitiu identificar rapidamente um nanocorpo com potencial contra o SARS-CoV-2.
Infelizmente, esse nanocorpo não se uniu à proteína com força suficiente para bloquear efetivamente o novo coronavírus de entrar nas células. Então Owens e sua equipe mutaram aleatoriamente a região do nanocorpo conectado à proteína spike, na esperança de criar um ajuste mais confortável. E eles conseguiram: na presença de grandes quantidades suficientes de um desses nanocorpos mutados, o SARS-CoV-2 era totalmente incapaz de entrar nas células humanas. “Eles literalmente não podem desenvolver infecção”, diz Owens.
Enquanto isso, os dois pesquisadores esperam que seus nanocorpos possam ser tratamentos eficazes para pessoas gravemente doentes com o Covid-19. Enquanto o sistema imunológico de um paciente luta para montar uma resposta imunológica adequada, os nanocorpos e outros tipos de anticorpos podem funcionar como uma medida de emergência para impedir que o SARS-CoV-2 entre em mais de suas células. O mesmo raciocínio está por trás dos tratamentos que envolvem a injeção de um paciente com plasma de um sobrevivente do Covid-19, mas as transfusões apresentam risco de infecção e dependem de doações. Até que uma vacina esteja disponível, alguns pesquisadores acreditam que os tratamentos com anticorpos podem ser usados como proteção a curto prazo para os profissionais de saúde e as famílias dos pacientes.
Quando atingem o estágio clínico, os nanocorpos podem ser mais convenientes de se trabalhar do que outros anticorpos. Por serem tão pequenas, podem viajar com muito mais facilidade pelos tecidos do corpo, para que não precisem necessariamente ser injetadas nos pacientes. “Potencialmente, eles podem ser inalados diretamente no pulmão, onde as infecções respiratórias estão ocorrendo”, diz McLellan.
“Eles também são muito mais fáceis de fazer”, diz Owens. Seu pequeno tamanho significa que eles podem ser produzidos em bactérias – muito mais barato e mais rapidamente do que os anticorpos comuns, que devem ser produzidos nas células animais.
Jacob Glanville, presidente e CEO da Distributed Bio, uma empresa de biotecnologia que está desenvolvendo anticorpos tradicionais para uso contra o novo coronavírus, acredita que a facilidade de produzir nanocorpos é um ponto material a seu favor. “Eu acho que é uma vantagem legítima”, diz ele. “Estou muito preocupado com a capacidade global de produzir CHO”, ou células de ovário de hamster chinês, que são usadas para gerar anticorpos maiores em escala.
A longo prazo, McLellan espera que os anticorpos de lhama possam ajudar a impedir que uma pandemia como o Covid-19 aconteça novamente. “Acho que um dos próximos passos é começar a tentar identificar anticorpos e nanocorpos que possam se ligar e neutralizar amplamente diversos coronavírus”, diz McLleland. “Caso ocorra outro surto de coronavírus no futuro, poderemos já ter o anticorpo imediatamente, desde o primeiro dia, que poderia funcionar e neutralizar o vírus”.