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Modelo computacional da nanopartícula de ouro funcionalizada com os enantiômeros esquerdos da cisteína e da fenilalanina.
[Imagem: Liguang Xu et al. - 10.1038/s41586-021-04243-2]

Com informações da Agência Fapesp

Adjuvantes com quiralidade

A eficácia das vacinas pode ser expressivamente aumentada - em mais de 25% - se forem usados como adjuvantes nanopartículas de ouro projetadas para se parecerem com as moléculas biológicas.

Os adjuvantes são como sinalizadores, que levam o sistema imunológico a reagir mais fortemente ao antígeno e desenvolver células T e células B bem definidas, que protegem o corpo por anos.

A descoberta, feita por uma colaboração internacional com participação de pesquisadores brasileiros, consiste em dar às nanopartículas de ouro a propriedade da quiralidade, ou lateralidade, que impede que um objeto ou molécula seja sobreposto à sua imagem no espelho.

O termo deriva da palavra grega kheir, que significa mão. E o exemplo por excelência de quiralidade é dado exatamente por nossas mãos direita e esquerda: Se você colocar uma sobre a outra, os dedos não vão coincidir.

"Tudo que é vivo no planeta Terra é quiral. Moléculas quirais podem ter propriedades completamente diferentes, quer sejam orientadas para a esquerda ou para a direita. As duas formas quirais de uma mesma molécula são chamadas de enantiômeros. Um exemplo trágico foi o da talidomida, fármaco produzido para o tratamento de náuseas durante a gestação que, na década de 1960, causou um surto mundial de malformações em fetos. Pois, enquanto um dos enantiômeros da substância apresentava o efeito terapêutico esperado, o outro provocava atrofia nos membros do bebê que estava sendo gestado," contou o professor André Farias de Moura, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

E o fato de usar ouro não representará um impacto significativo nos custos, uma vez que as nanopartículas são minúsculas - as memórias do seu computador usam uma quantidade de ouro imensamente maior.

Conhecimento disponível

Ao contrário da época da talidomida, hoje a nanotecnologia já permite separar completamente um enantiômero - uma nanopartícula torcida à esquerda - do outro - uma nanopartícula torcida à direita.

"Nós partimos de nanopartículas de ouro, que, por serem simétricas, não apresentam quiralidade. São aquirais. E induzimos quiralidade nelas, fazendo-as interagir primeiro com o aminoácido cisteína e, na etapa seguinte, intensificando ainda mais a quiralidade induzida por meio da exposição das nanopartículas à luz polarizada, utilizando o aminoácido fenilalanina como antena para sintonizar a luz.

"Inicialmente, nós testamos as nanopartículas em culturas in vitro de células do sistema imune humano. E verificamos que as nanopartículas quirais induziam a produção de substâncias associadas à resposta imune mesmo na ausência de antígenos, isto é, de algo capaz de produzir os anticorpos. Esse tipo de reação é exatamente o que o adjuvante faz em uma vacina," contou André.

Em seguida, a equipe testou as nanopartículas em uma cepa de influenza. "Constatamos que os enantiômeros faziam com que a vacina aplicada tivesse um aumento de eficácia muito grande. Especificamente, o enantiômero esquerdo provocou um aumento de eficácia de 25,8%, em comparação com o enantiômero direito e maior ainda em relação à nanopartícula aquiral," acrescentou André.

Um detalhe importante é que o conhecimento obtido pela equipe está publicado e disponível para quem quiser utilizar. "Qualquer fabricante de qualquer tipo de vacina, inclusive para as novas variantes do coronavírus ou da influenza, poderá fazer uso dele. Nós não somos desenvolvedores de vacinas, mas estamos oferecendo um conhecimento básico, uma plataforma tecnológica nova, para quem desenvolve," concluiu André.