Progressos na vacina contra tuberculose

Post de Theolis Barbosa Bessa

A tuberculose está entre as doenças infecciosas prioritárias para o desenvolvimento de vacinas, pela quantidade de pessoas infectadas com o bacilo, que podem evoluir para a doença ativa, pelo longo tratamento com drogas tóxicas, pela gravidade dos casos de co-infecção com o vírus da imunodeficiência humana adquirida (HIV), e pelo preocupante aumento do número de casos resistentes ao tratamento (levando à necessidade de esquemas alternativos ainda mais prolongados e de mais elevada toxicidade). 

O estudo de proteínas abundantemente secretadas em filtrados de cultura do agente etiológico da tuberculose, o Mycobacterium tuberculosis, levou à identificação do complexo proteico antígeno 85 e de proteínas de baixo peso molecular que se demonstrou serem capazes de elicitar intensa resposta proliferativa e de produção de IFN-gama em culturas de células humanas do sangue periférico provenientes de pacientes com tuberculose ativa ou latente [1,2]. Dentre estas proteínas estão antígenos que atualmente fazem parte de promissores candidatos vacinais, os quais têm avançado do estágio de desenvolvimento pré-clínico para os ensaios clínicos, a exemplo de vacinas de vírus recombinantes como MVA85A (vacina com o vírus vaccinia Ankara modificado expressando o antígeno micobacteriano Ag85A) [3] e AERAS-402 (vacina com o adenovírus 35 expressando os antígenos micobacterianos Ag85A, Ag85B e TB10.4) [4], e a vacina de antígeno protéico recombinante Ag85B-ESAT-6 (composta por proteína recombinante de fusão destes antígenos, denominada H1, adjuvantada com IC31®) [5]. 

O estudo de Betholet e colaboradores [6] apresenta dados de avaliação pré-clínica de uma proteína de fusão composta por quatro antígenos de M. tuberculosis. De forma não muito diferente do exposto em relação aos estudos acima, a seleção dos antígenos vacinais foi realizada por escrutínio de antígenos secretados (ou com sinal para secreção) em culturas do bacilo, porém adicionalmente expressos por M. tuberculosis crescendo em macrófagos e/ou modulados em culturas do bacilo sob condições de hipóxia, ou ainda associados às classes imunogênicas EsX e PE/PPE [7]. Quatro antígenos capazes de induzir produção de IFN-gama em culturas de células periféricas de indivíduos saudáveis infectados com a forma latente da tuberculose, mas não em indivíduos não infectados, e capazes de induzir redução significativa da carga bacteriana ao serem administrados profilaticamente a camundongos posteriormente infectados com M. tuberculosis virulento, foram combinados em uma vacina de proteína recombinante de fusão (ID93) adjuvantada com uma nanoemulsão de monofosforil lipídeo A (MPL) sintético [6]. 

A grande novidade do estudo está na abordagem da avaliação do potencial promissor dos mesmos, que justifica a sua publicação em uma revista de medicina translacional. Além da clássica abordagem experimental de infecção de camundongos, porquinhos da índia e macacos cinomólogos com o bacilo virulento laboratorial M. tuberculosis H37Rv, os autores avaliam a eficácia vacinal contra uma cepa proveniente de um isolado clínico de M. tuberculosis multidroga-resistente não-W Beijing, em uma abordagem de prime-boost heterólogo que utiliza o Bacilo de Calmette-Guérin (BCG) como vacinação inicial (o que se aproxima da situação que provavelmente será encontrada nos países de alta endemicidade da doença, onde as crianças recebem a BCG nos primeiros anos de vida). 

A vacina foi demonstrada como imunogênica para células do sangue periférico de humanos saudáveis infectados com a forma latente de tuberculose, e nos três modelos animais estudados. Ela também mostrou capacidade de induzir o aumento da proporção de clones de células T CD4⁺ multifuncionais produtores simultaneamente de IFN-gama e TNF, o qual estava associado a uma diminuição da carga bacilar em camundongos infectados quer com a cepa laboratorial, quer com o isolado clínico. A vacina também foi capaz de conferir proteção de longo prazo a porquinhos da índia vacinados e infectados 4 meses depois, em termos de mortalidade, perda de peso e escore histopatológico das lesões pulmonares e no fígado. 

Com os primeiros ensaios clínicos já com resultados preliminares publicados, acirra-se a corrida pela validação de uma nova vacina contra a tuberculose, segura e que demonstre eficácia mais uniforme em diferentes populações humanas, em especial populações de áreas onde a doença é endêmica e altamente prevalente. Um exemplo do que o grande esforço de financiamento de pesquisas básicas e aplicadas pode fazer em benefício da saúde humana, contra um flagelo que persegue a humanidade desde os primórdios da sua existência.

[1] A.S. Mustafa, Development of new vaccines and diagnostic reagents against tuberculosis, Mol. Immunol. 39 (2002) 113-119.

[2] R.L. Skjøt, T. Oettinger, I. Rosenkrands, P. Ravn, I. Brock, S. Jacobsen, et al., Comparative evaluation of low-molecular-mass proteins from Mycobacterium tuberculosis identifies members of the ESAT-6 family as immunodominant T-cell antigens, Infect. Immun. 68 (2000) 214-220.

[3] T.J. Scriba, M. Tameris, N. Mansoor, E. Smit, L. van der Merwe, F. Isaacs, et al., Modified vaccinia Ankara-expressing Ag85A, a novel tuberculosis vaccine, is safe in adolescents and children, and induces polyfunctional CD4+ T cells, Eur. J. Immunol. 40 (2010) 279-290.

[4] B. Abel, M. Tameris, N. Mansoor, S. Gelderbloem, J. Hughes, D. Abrahams, et al., The novel tuberculosis vaccine, AERAS-402, induces robust and polyfunctional CD4+ and CD8+ T cells in adults, Am. J. Respir. Crit. Care Med. 181 (2010) 1407-1417.

[5] J.T. van Dissel, S.M. Arend, C. Prins, P. Bang, P.N. Tingskov, K. Lingnau, et al., Ag85B-ESAT-6 adjuvanted with IC31 promotes strong and long-lived Mycobacterium tuberculosis specific T cell responses in naïve human volunteers, Vaccine. 28 (2010) 3571-3581.

[6] S. Bertholet, G.C. Ireton, D.J. Ordway, H.P. Windish, S.O. Pine, M. Kahn, et al., A Defined Tuberculosis Vaccine Candidate Boosts BCG and Protects Against Multidrug-Resistant Mycobacterium tuberculosis, Sci Transl Med. 2 (2010) 53ra74.

[7] S. Bertholet, G.C. Ireton, M. Kahn, J. Guderian, R. Mohamath, N. Stride, et al., Identification of Human T Cell Antigens for the Development of Vaccines against Mycobacterium tuberculosis, J Immunol. 181 (2008) 7948-7957.

Ilustração. Fig. 3 do trabalho 6 comentado no post.

Participação de vias mediadas por eicosanóides na regulação da imunidade adaptativa contra o Mycobacterium tuberculosis

Post de Theolis Barbosa Bessa.

A interferência de micobactérias tuberculosas virulentas no tráfico de vesículas intracelulares é bastante estudada como estratégia de evasão à digestão pelas enzimas lisossomais. O M. tuberculosis sobrevive no interior do macrófago em um fagossomo primário, cuja fusão com o lisossomo é inibida pela lipoarabinomanana com resíduo de manose terminal (ManLAM), um fosfatidilinositol manosídeo da parede do bacilo (1).

Divangahi e colaboradores têm demonstrado que, além dessa capacidade de interferir com o tráfico lisossomal para evitar a maturação do fagossomo, o bacilo também interfere com o tráfico lisossomal e de vesículas do Golgi para a membrana plasmática, que constitui um importante mecanismo de reparo da membrana celular (2). Como o bacilo também induz a geração de microrupturas na membrana plasmática, a célula infectada evolui para a morte. M. tuberculosis H37Rv induz a produção de lipoxina A₄ (LXA₄), inibindo a produção de prostaglandina E₂ (PGE₂). A PGE₂ induz a exocitose de lisossomos através de uma via dependente de cAMP e elevação do cálcio intracelular, e sua inibição pelo M. tuberculosis impede que a célula repare a membrana plasmática. Além disso, predispõe a célula hospedeira para a necrose, o que os autores demonstram in vitro e in vivo utilizando camundongos deficientes na síntese de LXA₄ (Alo5^-/-) ou deficientes na produção de PGE₂ (Pgtes^-/-).

Em trabalho recente, Divangahi e colaboradores procuraram estabelecer a importância da inibição da PGE₂ pelo bacilo na indução da resposta imune à infecção tuberculosa. Os autores demonstraram que nos camundongos Alo5^-/- infectados com M. tuberculosis as células T CD8⁺ específicas para antígenos da micobactéria acumulam-se mais cedo no linfonodo drenante e nos pulmões, resultando em diminuição da carga bacilar em comparação com camundongos do tipo selvagem (3). O acúmulo precoce de células T CD8⁺ efetoras contra o bacilo foi dependente da presença de células dendríticas e da apresentação de antígenos via proteína adaptadora de transporte 1 (TAP1) e complexo principal de histocompatibilidade do tipo I (MHC I), além da ocorrência de apoptose mediada por caspases 8 e 9. Os autores sugerem que a indução de apoptose durante o processo inflamatório constitui um mecanismo importante de indução da resposta imune precoce na infecção tuberculosa, por favorecer a apresentação cruzada de antígenos por células dendríticas a células T CD8⁺.

O estudo de Divangahi e colaboradores é muito importante por demonstrar mais um mecanismo onde se evidencia a interdependência entre os fenômenos celulares e a resposta imune, nesta complexa interação entre a micobactéria e o hospedeiro. Mais estudos serão necessários para avaliar se esta indução precoce da resposta imune contra o bacilo pode levar à proteção do hospedeiro contra a micobactéria. Foi demonstrado que a vacinação com Bacilo de Calmette-Guérin (BCG) é capaz de induzir uma resposta 5 dias mais precoce de migração de células T efetoras para os pulmões de camundongos desafiados com a micobactéria tuberculosa, mas apesar da redução da carga bacilar em um log a doença se produziu tanto nos animais experimentais vacinados como nos controles (4). A vacina BCG também tem uma eficácia muito variável contra a tuberculose em populações humanas, indicando que a resposta no homem pode divergir da encontrada no modelo murino.

Referências:

1. Fratti RA, Chua J, Vergne I, Deretic V. Mycobacterium tuberculosis glycosylated phosphatidylinositol causes phagosome maturation arrest. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003 Abr 29;100(9):5437-5442.

2. Divangahi M, Chen M, Gan H, Desjardins D, Hickman TT, Lee DM, et al. Mycobacterium tuberculosis evades macrophage defenses by inhibiting plasma membrane repair. Nat. Immunol. 2009 Ago;10(8):899-906.

3. Divangahi M, Desjardins D, Nunes-Alves C, Remold HG, Behar SM. Eicosanoid pathways regulate adaptive immunity to Mycobacterium tuberculosis. Nat. Immunol. 2010 Ago;11(8):751-758.

4. Cooper AM, Khader SA. The role of cytokines in the initiation, expansion, and control of cellular immunity to tuberculosis. Immunol. Rev. 2008 Dez;226:191-204.

O Mycobacterium tuberculosis interfere no tráfico intracelular de vesículas e impede a morte celular por apoptose. O bacilo virulento inibe a fusão fagossomo-lisossomo, processo que depende da aquisição da proteína G de endereçamento intracelular Rab7 pelo fagossomo. O bacilo também interfere na exocitose de vesículas lisossomais e do Golgi para a membrana plasmática (MP), mecanismo responsável pelo reparo da MP. A exocitose dessas vesículas é dependente da elevação do cálcio intracelular, que sinaliza a receptores na superfície das mesmas (sensor neuronal de cálcio 1 – NCS-1, em vesículas do Golgi, e sinaptotagmina 7 – Syt-7, em lisossomos). A inibição da elevação intracelular do cálcio é um fenômeno bem estudado na infecção por bacilos virulentos. Por outro lado, a inibição, por esses bacilos, da síntese de PGE₂ por indução de LXA₄ leva à inibição da liberação de fosfatidil inositol trifosfato (PI(3)K), que media a exocitose de vesículas lisossomais e a maturação do fagossomo, e à predisposição para indução de necrose em lugar da apoptose. A apoptose do macrófago infectado também é inibida pela indução da proteína de superfície da mitocôndria Bcl2 (B cell lymphoma 2). A inibição da apoptose interfere na apresentação cruzada de antígenos e indução precoce da resposta imune, e favorece a morte por necrose, que libera bacilos viáveis, capazes de infectar novos macrófagos.