Microrganismos e vacinas: das Microrganismos e vacinas: das vacas as vacinas recombinantesvacas as vacinas recombinantes

Michele Pepe Cerqueiramicpepe2@yahoo.com.br

03 de abril de 2012

Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Biotecnologia Microbiana II

Conceito

VACINA ���� Produto biológico produzido pelo homem que contém um ou mais agentes imunizantes capazes de induzir uma resposta imune em indivíduos suscetíveis

Aplicação “ A utilização de vacinas eficientes impede que um indivíduo seja acometido por uma determinada doença, além de ser o meio mais econômico para isso. Além disso, a vacinação beneficia também os indivíduos não imunizados”

A imunização profilática utilizada em programas de vacinação no mundo levaram a erradicação completa ou quase completa de muitas doenças nos paises desenvolvidos

Importância

Vacinas induzem proteção contra infecções estimulando o desenvolvimento de células efetoras e células de memória de vida longa

Resultado

A erradicação da varíola pela vacinação.

Janeway, 2010

-75,086.63226.611 (1985)Hepatite B

-99,9216~20.000 (1984)Haemophilusinfluenza tipo B

-98,33261560 (1923)Tétano

-99,981257.686 (1969)Rubéola

-100,0021.269 (1952)Poliomielite

-96,8418.957265.269 (1934)Coqueluche

-99,90236152.209 (1968)Caxumba

-99,9937894.134 (1941)Sarampo

-99,990206.939 (1921)Difteria

Alteração percentual

N° de casos 2004

N° máximo de casos (ano)

Doença

Abbas et al., 2008

Por que não existem vacinas Por que não existem vacinas para todos agentes para todos agentes

infecciosos importantes?infecciosos importantes?

Doenças para as quais vacinas efetivas ainda são necessárias.

Janeway, 2010

Vacinas são eficazes quando o agente infeccioso:

Não estabelece latência

Não sofre muito ou nenhuma variação

antigênica

Não interfere com a resposta imunológica

do hospedeiro

Ex: HIV

Critérios para uma vacina

efetiva

Tipos de vacina

�Atenuada ou replicante

�Inativada ou morta

�Subunidade

�Conjugadas

�Recombinante

Biotecnologia Biotecnologia convencionalconvencional

Biotecnologia Biotecnologia modernamoderna

““DNA recombinanteDNA recombinante””

Experiências clínicas em andamento para várias infecções

Vacinas de DNA

Experiências clínicas de antígenos HIV em vetor canaripox

Vetores virais

Hepatite (proteínas recombinantes)Vacinas sintéticas

Haemophilus influenzae, pneumococoVacinas conjugadas

Toxóide tetânico, toxóide diftéricoVacinas de subunidades (antígenos)

Pólio, raivaVírus atenuados vivos

BCG, cóleraBactérias vivas atenuadas ou mortas

Exemplos Tipo de vacina

Exemplos de vacinas

Tipos mais comuns de vacinas bacterianas

MO inativadoYersinia pestisPeste

Proteínas de membrana externa

Neisseria meningitidis(Sorogrupo b)

Meningite meningocócica B

Polissacarídeos capsularesNeisseria meningitidis(Sorogrupo C)

Meningite meningocócica C

Exotoxina inativada(toxóide)

Clostridium tetaniTétano

Exotoxina inativada(toxóide)

Corynebacteriumdiphteriae

Difteria

MO atenuadoMycobacterium bovisTuberculose

MO inativadoSalmonella typhiFebre tifóide

MO inativado ou atenuado

Vibrio chloreaCólera

MO inativadoBordetella pertussisCoqueluche (pertussis)

Composição básica da vacina

MO empregado no preparo

Proteção contra

Tipos mais comuns de vacinas virais

Vírus atenuadoTogaviridaeFlavivirusFebre amarela

Vírus atenuado-ParamyxovirusCaxumba

Vírus atenuadoParamyxoviridaeMorbillivirusSarampo

Vírus vivo ou inativado

OrthomyxoviridaeInfluenzavirusInfluenza

Vírus atenuadoTogaviridaeRubivirusRubéola

Vírus inativadoRhabdoviridaeLyssavirusRaiva

Vírus atenuadoPoxviridaePoxvirusVaríola

Vírus inativado (Salk)

Vírus atenuado (Sabin)

PicornaviridaePoliovirusPoliomielite

FamíliaGênero

Composição básica da vacina

MO empregado no preparoProteção

contra

Vacinas atenuadas e inativadas

� Inativação: leva o microrganismo a incapacidade

de replicação

� Atenuação: promove a perda da capacidade

patogênica, mas mantém imunogenicidade

� Vacinas bacterianas atenuadas: induzem proteção

limitada, eficazes apenas por curto prazo

� Vacinas virais atenuadas: induzem imunidade

especifica de longa duração, dose única

Atenuação

Metodologia tradicional

Atenuação

Metodologia do DNA

recombinante

Inativação

�Métodos físicos

�calor

�ultravioleta

� Métodos químicos

�Formaldeído

�Agentes alquilantes (β-propiolactona,

etieneimina) � Ligam cruzadamente as

cadeias de ácido nucléico

Vacina de subunidade

�Usa somente fragmentos antigênicos ou produtos

de um microrganismos

�Maior imunogenicidade

�Normalmente administrado com adjuvantes

� Toxóides: toxina bacteriana atenuada, que se

tornam inócuas, mas permanecem imunogênicas

Vantagens e desvantagens

Vacinas recombinantes

� Produzidas mediante tecnologia de DNA

recombinante

� Tipos: Subunidade, Vetorizada ou Gênica (DNA)

� Para humanos: Hepatite B, HPV

� Para animais: Raiva (vaccinia virus), Leucemia

felina (canarypox virus), Doença de Marek e

Doença de Newcastle (herpesvírus de peru),

Cinomose, Leishmaniose...

Vacinas de subunidade

Recombinant clones

Mais de 120 produtos terapêuticos recombinantesMais de 120 produtos terapêuticos recombinantes

Vacinas vetorizadas

Vacinas gênicas (DNA)

Produção de vacinas

I. Seleção de cepas ou antígenos

II. Preservação de cepas

III. Multiplicação

IV. Purificação

V. Inativação ou atenuação

1. Seleção de cepas ou antígenos

SorotiposSorotiposVVíírus da febre aftosa: rus da febre aftosa: O, A, CO, A, C, SAT, SAT--1, SAT1, SAT--2, SAT2, SAT--3 e 3 e ÁÁsiasia--11

Streptococcus pneumoniae: + 90 (4, 6B, 9V, 14, 18C, 19F e 23F)

Antígenos víricos :envelope

Antígenos víricos :envelope

PROJEÇÕES:HEMAGLUTININAS

NÚCLEO-CAPSÍDEO

ENVELOPE:GLICO/LIPO/

PROTEINAS

PROJEPROJEÇÇÕES:ÕES:CORONACORONA

AntAntíígenos bacterianosgenos bacterianos

FLAGELOS

RIBONUCLEO-PROTEINAS

MEMBRANACELULAR

PAREDE CELULAR

CÁPSULA

PILIPILI

Enzimas CelularesEnzimas Celulares

Liofilização

Ultrafreezer -80

Nitrogênio líquido -196

2. Preservação de cepas

3. Multiplicação

-- Conhecimento das caracterConhecimento das caracteríísticas biolsticas biolóógicas do MOgicas do MO

-- Meios de cultivo (25 a 3500 L)Meios de cultivo (25 a 3500 L)

-- FermentaFermentaçção (ão (bioreatoresbioreatores); amplia); ampliaçção de escala (ão de escala (scalescale upup))

Relação volume meio – capacidade do frasco0,2 (20%)

Inóculo – 5 a 10%

Cultivo celular

Ovos entre 7 a 19 dias

EstáticoHomogênio

4. Purificação

4. Purificação

Centrífugas

4. Purificação

Cromatografia

Processo de produção da vacina da coqueluche

� Bacilo gram-negativo Bordetella pertussis

� Etapas

�Preparo do inóculo,

�Fermentação,

�Filtração,

�Destoxificação

� Suspensão do MO liofilizado em soro fisiológico

� cultivo em Bordet-Gengou (35°C, 96h)

�Recultivo em Bordet-Gengou (35°C, 48h)

Processo de produção da vacina da coqueluche

� Pré-inóculo

�Duas etapas de cultivo em meio de Stainer-Scholte

(24hs, 35°C)

� Fermentação

�Relação entre volume do inóculo e volume do meio

é de 5%

� Filtração

�Separação das bactérias do meio e ressuspender em

soro fisiológico

Processo de produção da vacina da coqueluche

�Destoxificação

�Através do uso de formaldeido, conservação com

mertiolato, em tanques de 2 a 8°C

�Mistura com toxóide diftérico (vacina conjugada)

� Provas para liberação final da vacina

�Toxidez

�Potência em camundongos

Controle de vacinasControle de vacinas

�Inocuidade

�Pureza

�Esterilidade

�Eficácia

�sorologia

�desafio

Vacina Ideal

�Baixo Custo

�Fácil estocagem (Temp. ambiente)

�Dose única

�Proteção duradoura

ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DE VACINAS

-

~= 10-20 anos

Descoberta

- 1 -

Estudos Experimentais

- 2 -

Estudos Clínicos

- 3 -

Scale-up

- 4 -

Estudos ClínicosFase I- 5 -

Estudos ClínicosFase II- 6 -

Estudos ClínicosFase III

- 7 -

Registro- 8 -

Produto- 9 -

Fase IV- 10 -

Características: multidisciplinar; longo período de maturação; alto risco de investimento.

Periódicos

Calendário básico de vacinação da criança

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