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Ciência · Artigo

Como funcionam as vacinas: Do desenvolvimento em laboratório até a proteção imunológica

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Components of a smallpox vaccination kit including the diluent, a vial of Dryvax® smallpox vaccine, and a bifurcated needle. Vaccinia (smallpox) vaccine, derived from calf lymph, and currently licensed in the United States, is a lyophilized, live-virus preparation of infectious v
Imagem: Photo Credit: James Gathany Content Providers(s): CDC · Public domain · Wikimedia Commons

Em resumo

As vacinas funcionam mostrando ao sistema imunológico um pedaço inofensivo de um patógeno — chamado antígeno — para que o corpo construa anticorpos e células de memória sem sofrer a doença real. Levar uma vacina a esse ponto leva anos de testes pré-clínicos e três fases de ensaios em humanos antes que reguladores como o FDA a licenciem. A proteção completa após a vacinação geralmente leva algumas semanas, pois o sistema imunológico precisa de tempo para produzir defesas duradouras.

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Cada vacina, independentemente da tecnologia, se baseia no mesmo truque básico: ela ensina o sistema imunológico a reconhecer um patógeno específico antes de uma pessoa encontrar a coisa real. De acordo com a Organização Mundial da Saúde, as vacinas contêm partes enfraquecidas ou inativadas de um organismo — um antígeno — que acionam as defesas do corpo sem causar a doença em si.

O que acontece dentro do corpo após uma vacina

Uma vez injetado, o antígeno (ou as instruções genéticas para fazer um) é captado por células imunológicas. Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA (CDC) explicam que esse processo ativa os linfócitos B, que produzem anticorpos que se ligam e neutralizam o patógeno, e os linfócitos T, que ajudam a coordenar a resposta e destruir as células infectadas.

O Pink Book do CDC, um manual de referência para profissionais de saúde, descreve isso como desencadear a imunidade humoral — produção de anticorpos por células B — e imunidade mediada por células, impulsionada por células T. Após a resposta inicial, algumas células B se tornam células de memória de longa duração que permanecem no sangue e na medula óssea, prontas para se multiplicarem rapidamente se o patógeno real aparecer mais tarde.

É por isso que a imunidade ativa construída por uma vacina ou uma infecção pode durar anos ou uma vida inteira, de acordo com o CDC, em contraste com a imunidade passiva — como anticorpos passados de uma mãe para um recém-nascido — que desaparece em semanas a meses porque o corpo não criou os anticorpos em si.

A OMS observa que a proteção completa não é imediata: leva tempo para o sistema imunológico gerar anticorpos e células de memória, e algumas vacinas exigem múltiplas doses espaçadas semanas ou meses de intervalo para construir uma defesa durável. O CDC acrescenta que para as vacinas COVID-19 especificamente, geralmente leva algumas semanas após a vacinação para o corpo produzir os linfócitos T e B relevantes.

As diferentes tecnologias por trás das vacinas

Nem toda vacina entrega o antígeno da mesma forma. O Pink Book do CDC e a OMS descrevem várias categorias estabelecidas ainda em uso.

Tipos principais de vacinas e como entregam o antígeno
TipoComo funcionaDoenças de exemplo
Vírus vivo atenuadoUma versão enfraquecida mas viva do vírus se replica brevemente no corpo, imitando de perto uma infecção naturalSarampo, caxumba, rubéola, varicela
Inativada (célula inteira)Uma versão morta do vírus ou bactéria que não pode se replicar; muitas vezes precisa de várias dosesPoliomielite, hepatite A, raiva
Subunidade / recombinanteApenas um pedaço de proteína específico do patógeno é usado para desencadear uma respostaInfluenza, pneumocócica, hepatite B, HPV
ToxoideUsa uma toxina inativada produzida pela bactéria em vez da bactéria em siDifteria, tétano
Vetor viralUm vírus inofensivo e não relacionado é engenhado para transportar e entregar um pedaço do patógeno alvoVacinas contra o Ebola
ARNm / ácido nucleicoInstruções genéticas dizem às próprias células do corpo para produzir brevemente o antígeno, que o sistema imunológico então atacaVacinas COVID-19 (Pfizer-BioNTech, Moderna)

As vacinas de ARNm funcionam de forma diferente dos tipos mais antigos porque não contêm nenhuma parte do vírus em si. O CDC explica que o ARNm feito em laboratório instrui as próprias células do corpo a produzir um pedaço inofensivo da proteína alvo — para as vacinas COVID-19, um fragmento da proteína spike. O sistema imunológico reage a essa proteína como estrangeira, gera anticorpos e ativa células T, após o qual as células decompõem o ARNm e o removem como resíduo.

As vacunas de subunidade de proteína como a vacina COVID-19 da Novavax, em vez disso, injetam diretamente o fragmento de proteína spike real, emparelhado com um adjuvante — um ingrediente adicionado especificamente para fortalecer a reação imunológica, de acordo com o CDC.

Como uma vacina passa do laboratório para a clínica

Antes de qualquer vacina chegar a um ensaio clínico, ela passa por um estágio exploratório e pré-clínico, no qual os pesquisadores a testam em estudos de laboratório e animais para avaliar se é provável que seja segura e provoque uma resposta imunológica útil, de acordo com a Administração de Alimentos e Medicamentos dos EUA (FDA). Os desenvolvedores então apresentam um pedido de Novo Medicamento em Investigação ao FDA antes que testes em humanos possam começar.

Testes em humanos procedem através de três fases clínicas principais, conforme descrito pelo FDA:

  1. Fase 1 — um pequeno ensaio, geralmente 20 a 100 voluntários saudáveis, focado principalmente em segurança e primeiros sinais de resposta imunológica.
  2. Fase 2 — expande para centenas de participantes com perfis de saúde variados, comparando diferentes doses e monitorando efeitos colaterais comuns.
  3. Fase 3 — testa milhares de participantes, muitas vezes contra um grupo de placebo, para medir a eficácia no mundo real e capturar efeitos colaterais mais raros.

Se os dados o apoiam, o fabricante envia uma Solicitação de Licença de Produtos Biológicos para o FDA revisar antes de conceder aprovação. Mesmo após uma vacina ser licenciada, o FDA continua monitorando sua segurança através de sistemas de vigilância pós-comercialização como o Sistema de Relatório de Eventos Adversos de Vacinas (VAERS). O FDA afirma que não há um cronograma fixo para o processo geral, pois depende da complexidade da vacina e dos dados gerados em cada estágio.

A OMS observa que historicamente apenas cerca de um em cada cinco candidatos de vacina que chegam aos ensaios clínicos é eventualmente aprovado.

Antes da pandemia de COVID-19, nenhum havia ainda passado pelo processo completo de aprovações para uso em humanos, embora algumas vacinas de DNA, incluindo para certos cânceres, estivessem passando por ensaios em humanos.

— Organização Mundial da Saúde

Perguntas

Quanto tempo leva para uma vacina começar a funcionar?
De acordo com o CDC, geralmente leva algumas semanas após a vacinação para o sistema imunológico produzir proteção suficiente baseada em anticorpos e células T, razão pela qual as pessoas ainda podem ser infectadas logo após serem vacinadas.
Uma vacina pode lhe dar a doença que a protege?
Vacinas inativadas, de subunidade, toxoide, vetor viral e ARNm não podem causar a doença porque não contêm um patógeno vivo causador de doença, de acordo com o CDC. Vacinas de vírus vivo atenuado contêm um vírus enfraquecido que é projetado para não causar doença em pessoas saudáveis, embora geralmente sejam evitadas em pessoas com sistemas imunológicos enfraquecidos.
Qual é a diferença entre uma vacina de ARNm e uma vacina tradicional?
Vacinas tradicionais geralmente entregam um pedaço do patógeno em si (ou uma versão enfraquecida/morta dele), enquanto vacinas de ARNm entregam instruções genéticas que dizem às próprias células de uma pessoa para produzir temporariamente um pedaço do antígeno, de acordo com o CDC.
Por que o desenvolvimento de vacinas geralmente leva tanto tempo?
O FDA descreve um processo multietapas — testes pré-clínicos, três fases de ensaios em humanos e revisão regulatória — cada um projetado para confirmar segurança e eficácia antes de uma vacina poder ser licenciada; a agência diz que não há um cronograma fixo porque depende dos dados gerados em cada estágio.
Uma vacina fornece imunidade para a vida toda?
Depende da vacina e da doença. O Pink Book do CDC observa que a imunidade ativa gerada pela vacinação pode durar anos ou uma vida inteira, embora algumas vacinas exijam doses de reforço para manter níveis de anticorpos e células de memória protetoras.

Fontes

  1. World Health Organization — How do vaccines work?
  2. CDC — COVID-19 Vaccine Basics: How they work
  3. CDC Pink Book — Chapter 1: Principles of Vaccination
  4. FDA — Vaccine Development 101
  5. WHO — The race for a COVID-19 vaccine explained

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