Com a ajuda da inteligência artificial, uma equipa internacional de cientistas deu um primeiro passo importante no sentido de criar uma defesa mais eficaz contra o vírus da varíola dos macacos (MPXV). Este vírus pode causar dor intensa e, em casos graves, morte, sendo o maior perigo para crianças, mulheres grávidas e pessoas com sistema imunológico comprometido. Num estudo publicado em Medicina Translacional Científicaos pesquisadores relataram que os ratos produziram fortes anticorpos neutralizantes após serem expostos a uma proteína de superfície do vírus identificada por análise de inteligência artificial. O resultado oferece uma direção promissora para futuras vacinas MPox ou tratamentos com anticorpos.
Durante 2022, a varíola espalhou-se por muitos países e adoeceu mais de 150.000 pessoas. A doença causou sintomas semelhantes aos da gripe, juntamente com erupções cutâneas e lesões, e quase 500 pessoas morreram. As autoridades de saúde têm confiado nas vacinas contra a varíola para proteger os mais vulneráveis, mas estas vacinas são caras e difíceis de fabricar porque utilizam vírus inteiros e enfraquecidos.
“Ao contrário de uma vacina contra um vírus completo, que é grande e difícil de fabricar, a nossa inovação é apenas uma proteína fácil de produzir”, disse Jason McLellan, professor de ciências biológicas moleculares na Universidade do Texas em Austin e um dos principais autores do estudo.
Detecção de anticorpos potentes em pacientes
Os outros autores principais do estudo, Rino Rapuoli e Emanuele Andreano, da Fondazione Biotecnopolo di Siena, na Itália, identificaram 12 anticorpos que neutralizam o MPXV. Eles descobriram esses anticorpos analisando o sangue de pessoas que se recuperaram do vírus ou que já haviam sido vacinadas. Embora os anticorpos fossem puros, a equipe ainda não sabia quais partes do vírus eles visavam.
O MPXV exibe muitas proteínas diferentes em sua superfície e pelo menos uma delas é necessária para que a infecção se espalhe. Sabe-se que alguns dos anticorpos recentemente descobertos interferem neste processo, mas os investigadores não sabiam qual a proteína de superfície responsável. Para desenvolver novos tratamentos ou vacinas, era necessário identificar a combinação certa de anticorpos e proteínas virais. Esta característica chave do vírus é conhecida como antígeno.
IA detecta uma proteína viral que antes era esquecida
Para resolver este enigma, o grupo de McLellan usou o modelo AlphaFold 3 para prever quais das cerca de 35 proteínas da superfície viral provavelmente se ligariam fortemente aos anticorpos criados pelo paciente. O modelo identificou uma proteína chamada OPG153 com alta confiança, e testes laboratoriais confirmaram a previsão. Esta descoberta sugeriu que a OPG153 poderia servir como um alvo valioso para o desenvolvimento de terapias baseadas em anticorpos ou para o desenvolvimento de um novo tipo de vacina que activasse o sistema imunitário para combater a varíola.
“Levaria anos para encontrar esse alvo sem inteligência artificial”, disse McLellan, que também ocupa a cátedra Robert A. Welch em Química e ajuda a dirigir o Texas Biologics, um grupo de pesquisa da UT Austin focado em inovação terapêutica. “Foi muito emocionante porque ninguém jamais havia olhado para o desenvolvimento de vacinas ou anticorpos. Nunca foi demonstrado que era um alvo para anticorpos neutralizantes.”
Como o MPXV está intimamente relacionado com o vírus que causa a varíola, a descoberta poderá apoiar o desenvolvimento de vacinas ou tratamentos melhorados para a varíola, uma doença preocupante devido à sua facilidade de transmissão e elevada mortalidade.
Rumo a vacinas de próxima geração e terapia com anticorpos
A equipa está agora a desenvolver versões do antigénio e do anticorpo que podem ser mais eficazes, menos dispendiosas e mais fáceis de produzir do que as versões actuais que dependem de poxvírus enfraquecidos. Seu objetivo de longo prazo é testar esses antígenos da varíola e da vacina contra a varíola e tratamentos com anticorpos em humanos. McLellan chama sua estratégia de “vacinologia reversa”.
“Começamos com pessoas que sobreviveram à infecção pelo vírus da varíola dos macacos, isolamos os anticorpos que produziam naturalmente e trabalhamos de trás para frente para descobrir que parte do vírus atuava como antígeno para esses anticorpos. Em seguida, projetamos o antígeno para induzir anticorpos semelhantes em camundongos”, disse McLellan.
UT Austin solicitou uma patente para o uso de OPG153 (e seus derivados) como antígeno de vacina. A Fondazione Biotecnopolo di Siena solicitou uma patente para anticorpos direcionados ao OPG153.
Contribuintes adicionais da UT Austin incluem Emily Rundlett, Ling Zhou e Connor Mullins.
O financiamento para este trabalho veio em parte da Fundação Welch.
