Com o suporte da inteligência artificial, um grupo internacional de cientistas deu um passo inicial significativo na criação de defesas mais eficazes contra o vírus da monkeypox (MPXV). Este vírus pode causar dores intensas e, em casos graves, morte, apresentando maior risco a crianças, mulheres grávidas e pessoas com sistema imunológico comprometido. Em um estudo publicado na Science Translational Medicine, os pesquisadores relataram que camundongos produziram anticorpos neutralizantes robustos após receberem uma proteína da superfície viral identificada por meio de análises de IA. O resultado sugere uma direção promissora para futuras vacinas ou tratamentos com anticorpos contra a mpox.
Durante o ano de 2022, a mpox se espalhou por diversos países e afetou mais de 150 mil pessoas. A doença causou sintomas semelhantes aos da gripe, além de erupções cutâneas e lesões, resultando em quase 500 mortes. As autoridades de saúde utilizaram vacinas contra a varíola para proteger os grupos mais vulneráveis, porém essas vacinas são caras e difíceis de produzir, pois utilizam um vírus enfraquecido em sua forma integral.
“Diferente de uma vacina que utiliza um vírus inteiro, que é grande e complicada de produzir, nossa inovação se baseia apenas em uma única proteína que é fácil de fazer,” afirmou Jason McLellan, professor de biociências moleculares na Universidade do Texas em Austin e coautor do estudo.
Identificação de Anticorpos Poderosos em Pacientes
Os outros co-autores principais do estudo, Rino Rappuoli e Emanuele Andreano, da Fondazione Biotecnopolo di Siena, na Itália, identificaram 12 anticorpos que neutralizam o MPXV. Eles descobriram esses anticorpos ao analisar o sangue de pessoas que se recuperaram do vírus ou que haviam sido vacinadas anteriormente. Embora os anticorpos tenham sido claramente identificados, a equipe ainda não sabia quais partes do vírus eles atacavam.
O MPXV apresenta várias proteínas diferentes em sua superfície, e pelo menos uma delas é fundamental para a propagação da infecção. Alguns dos novos anticorpos descobertos eram conhecidos por interferir nesse processo, mas os pesquisadores não sabiam qual proteína da superfície era responsável. Para desenvolver novos tratamentos ou vacinas, era necessário determinar a correspondência correta entre anticorpo e proteína viral. Essa característica viral crucial é conhecida como antígeno.
IA Identifica uma Proteína Viral Previamente Ignorada
Para resolver esse enigma, o grupo de McLellan utilizou o modelo AlphaFold 3 para prever quais das aproximadamente 35 proteínas de superfície viral tinham maior probabilidade de se ligar fortemente aos anticorpos derivados de pacientes. O modelo identificou uma proteína chamada OPG153 com alta confiança, e testes em laboratório confirmaram a previsão. Essa descoberta indicou que o OPG153 poderia servir como um alvo valioso para o desenvolvimento de terapias baseadas em anticorpos ou para a concepção de um novo tipo de vacina que ativasse o sistema imunológico para combater a mpox.
“Teríamos levado anos para encontrar esse alvo sem a IA,” disse McLellan, que também ocupa a Cátedra Robert A. Welch em Química e lidera o Texas Biologics, um grupo de pesquisa da UT Austin focado em inovações terapêuticas. “Foi realmente emocionante porque ninguém nunca havia considerado isso antes para o desenvolvimento de vacinas ou anticorpos. Nunca havia sido demonstrado que era um alvo para anticorpos neutralizantes.”
Como o MPXV é intimamente relacionado ao vírus responsável pela varíola, essa descoberta pode apoiar a criação de vacinas ou tratamentos aprimorados para a varíola também, uma doença preocupante devido à sua facilidade de transmissão e alta taxa de mortalidade.
Caminhando para Vacinas e Terapias com Anticorpos de Próxima Geração
A equipe agora está refinando versões do antígeno e anticorpos que podem ser mais eficazes, menos custosos e mais fáceis de fabricar em comparação com as opções atuais que dependem de poxvírus enfraquecidos. O objetivo a longo prazo é testar esses antígenos de vacina para mpox e varíola, além de tratamentos com anticorpos em humanos. McLellan descreve sua estratégia como “vacunologia reversa.”
“Começamos com pessoas que sobreviveram à infecção pelo vírus da monkeypox, isolamos os anticorpos que elas produziram naturalmente e trabalhamos para trás para encontrar qual parte do vírus atuou como o antígeno para esses anticorpos. Em seguida, engenheirar o antígeno para induzir anticorpos semelhantes em camundongos,” disse McLellan.
A UT Austin apresentou um pedido de patente para o uso do OPG153 (e seus derivados) como antígeno de vacina. A Fondazione Biotecnopolo di Siena também apresentou um pedido de patente para anticorpos que atacam o OPG153.
Além disso, contribuíram para a UT Austin os pesquisadores Emily Rundlet, Ling Zhou e Connor Mullins.
O suporte financeiro para este trabalho veio, em parte, da Welch Foundation.
