Produção de vacinas

Soros, vacinas e vacinas de DNA

Histórico

Nos últimos 200 anos a vacinação controlou 9 principais doenças em algumas partes do mundo: varíola, difteria, tétano, febre amarela, coqueluche (pertussis), poliomielite, sarampo, caxumba e rubéola.

Varíola – considerada pela OMS erradicada em 09/12/1979

Histórico Vacinações contra gripe (influenza), hepatite

B, pneumococos e Haemophilus influenza tipo B, ainda precisam ser mais desenvolvidas.

Primeiras tentativas de vacinação contra a varíola: século VI na China.

Antígenos: natureza protéica, polissacarídica ou outros componentes ligados às proteínas, presentes no microrganismos que estimulam a produção de anticorpos.

Histórico

Edward Jenner 1798 – observando ordenhadeiras.

Pasteur – em homenagem a Jenner designou todos os tipos de antígenos por vacinas (derivada do latim vacca).

Antígeno contra a varíola (vírus mutado) – vírus da vacínia.

Tipos de imunidade conferidas

Imunização ativa artificialmente adquirida: induzir a formação de anticorpos através da introdução artificial do antígeno (de natureza humana ou animal) – VACINA.

IA naturalmente adquirida: introdução acidental do antígeno (ferimento cutâneo, via oral*, respiratória) com formação de quantidade suficiente de anticorpos para evitar a instalação da doença.

Tipos de imunidade conferidas

Imunização passiva naturalmente adquirida: transferência de anticorpos maternos através da placenta para o feto.

IPAA: anticorpos produzidos por um indivíduo injetados em outro indivíduo – SORO.

Imunização A imunidade ativa depende da imunidade

celular, que é conferida pela sensibilidade de linfócitos T, e da imunidade humoral, que se baseia na resposta aos linfócitos B.

O mecanismo de imunidade adquirida através da vacinação é semelhante àquele utilizado pelo organismo para lutar contra as infecções virais ou bacterianas. O antígeno, ao entrar no organismo, estimula uma resposta imune, a qual pode ser de natureza humoral, celular ou de ambas.

O processo de imunização ocorre após a administração de uma vacina. Podem ocorrer dois tipos de resposta: primárias e secundárias.

Resposta primária Período de latência: é o período entre a injeção da

vacina e o aparecimento dos anticorpos séricos. Varia de acordo com o desenvolvimento de sistema imunitário da pessoa, da natureza e da forma da vacina (antígeno) utilizada.

Período de crescimento: é o período em que ocorre o aumento da taxa de anticorpos, que cresce de modo exponencial, atingindo o seu máximo no tempo mais variado. Varia de quatro dias a quatro semanas. Ex.: aproximadamente três semanas para toxóides tetânico e diftérico.

Período de diminuição: é o período em que, depois de atingir a concentração máxima, a taxa de anticorpos tende a cair rápida e depois lentamente. Período longo, depende da taxa de síntese dos anticorpos e de sua degradação, bem como da qualidade e quantidade do antígeno.

Resposta secundária Observa-se ao introduzir uma segunda ou mais

doses posteriores. Para produzir anticorpos são necessários alguns dias.

SORO x VACINA

Imunobiológicos SORO VACINA

Tipo de imunização

Passiva Ativa

Via Artificial Artificial

Constituição Anticorpos Antígenos

Resposta Imediata Posterior

Tempo de ação Temporária Duradoura

Proteção contra Intoxicações (venenos,

toxinas) prevenir rejeição

Vírus / Bactérias

Produção de Soros Veneno (peçonha) liofilizado, toxóides

(botulismo, tétano e difteria), vírus inativado (vírus rábico) e células do timo (anti-timocitário).

Hiperimunização em cavalos (40 dias). Sangria (15L): purificação e concentração do

plasma (anticorpos) e devolução das hemácias ao animal.

Alguns estudos para produção através de sangue humana (anti-rábico e anti-tetânico) – hipersensibilidade (eqüinos).

Principais tipos de Vacinas

2 grupos: bacterianas e virais (diferem na forma de produção).

A imunização pode ser feita individualizada ou também de forma combinada como: difteria-tétano-coqueluche (DTP), DTP-pólio, meningite meningocócica B e C.

Proteção contra Microrganismo empregado no preparo

Composição básica

Coqueluche Bordetella pertussis Bp inativada

Cólera Vibrio cholerae Vc inativ. ou aten.

Febre tifóide Salmonella typhi St inativada

Tuberculose (CA de bexiga)

Mycobacterium bovis Mb atenuado

Difteria Corynebacterium diphteriae Exotoxina inativada

Tétano Clostridium tetani Exotoxina inativada

Furunculoses, abscessos subcut.

Staphylococcus aureus Exotoxina inativada (toxóide)

Pneumonia lombar, bronco, otite e

mastoidite

Diplococcus pneumoniae Polissacarídeos capsulares

Meningite m. C Neisseria meningitidis C Polissac. capsulares

Meningite m. B Neisseria meningitidis B Prot. membrana ext.

Peste Yersinia pestis Yp inativada

Proteção contra

Microrganismo empregado Composição básicaGênero Família

Poliomielite Poliovirus Picornaviridae Inativ. Salk

Aten. Sabin

Varíola Poxvirus Poxviridae Atenuado

Raiva Lyssavirus Rhabdoviridae Inativado

Rubéola Rubivirus Togaviridae Atenuado

Influenza Influenzavirus Orthomyxoviridae Vivo ou inativ

Sarampo Morbillivirus Paramyxoviridae Atenuado

Caxumba Paramyxovirus - Atenuado

Febre amarela

Flavivirus Togaviridae Atenuado

A fermentação na produção

Os volumes de cultivo necessário para a produção de uma dose humana total de vacina dependem principalmente da condução do processo fermentativo ([ ] de antígenos ou microrganismos obtidos).

Também dependem da via de aplicação e das etapas de purificação do antígenos

Tipos de vacinas Inoculações por dht mL de cultura por dht

Pertussis 3 1,0

Difteria 3 0,3

Tétano 3 0,3

α-estafilocócica 2 0,5

Cólera (via parenteral) 2 0,2

Cólera (via oral) 2 2,0

Tifo (via parenteral) 2 0,02

Tifo (via oral) 2 2,0

B.C.G. 1 0,02 a 0,1

Pólio (inativada) 3 6

Pólio (atenuada) 3 0,1

Varíola 1 0,03

Sarampo (inativada) 3 1,0

Sarampo (atenuada) 1 0,003

Rubéola (atenuada) 1 0,1

Ampliação da escala Alguns processos ainda são realizados

em escala laboratorial, devido a: Desenvolvimento com apoio

governamental ou organizações sem fins lucrativos

Volumes de produção reduzidos (fermentador piloto)

Matérias-primas usadas (peles de bezerro, ovos, etc)

Condições complexas de cultivo de vírus e bactérias patogênicas

Produção como processo unitário

Grupos comuns de procedimentos: Temperaturas de cultivo (37ºC) Meios de cultura com composição complexa Volumes de cultivo pequenos Estrita assepsia e proteção especial do operador. Antígenos não constituem o produto metabólico

principal Minimização de efeitos colaterais (alta pureza) Impossível obter valores de potência da vacina

durante a produção

Vacinas bacterianas – classificação e produção

Do ponto de vista da localização do antígeno (no corpo bacteriano ou no meio) as vacinas podem ser classificadas em particuladas e não-particuladas

Particuladas Pertussis (celular), cólera, febre tifóide, B.C.G.

Não-particuladas

Toxóides Diftérico, tetânico, estafilocócico, pertussis (acelular)

Meningite (sorogrupos B e C)

Pertussis (coqueluche) Bordetella pertussis – bacilo gram-negativo. Produção da vacina: preparo do inóculo (5%),

fermentação, filtração tangencial e destoxificação com formaldeído das bactérias. Armazenamento entre 2 a 8ºC para posterior mistura com toxóides tetânico e diftérico.

Testes de “esterilidade”, toxidez, potência e número de unidades protetoras internacionais.

Adição de antiespumante não recomendada – aumenta a toxidez – introdução de ar na superfície do vórtice formado

pH aumenta de 7,0 e 7,5 até 8,0 a 8,6 – íons amônio

Pertussis acelular Efeitos colaterais da vacina celular:

vermelhidão, dores e febre na maioria das crianças vacinadas, morte de 0,1 a 1%.

Grande estímulo a pesquisa por novas vacinas

Vacina acelular – isolamento do grupo de substâncias antigênicas das demais no meio de cultura

Purificação das toxinas imunogênicas através de cromatografia do meio filtrado.

Cólera e febre tifóide Bactérias gram-negativas, transmitidas

homem/homem por alimentos e água causando doenças sérias no trato gastro-intestinal

Vacina contra a cólera – cepas atenuadas de Vibrio cholerae Inaba e Ogawa.

Salmonella typhi atinge a corrente sanguínea. Vacina contra febre tifóide – bactérias de S.

typhi inativadas pelo calor (53ºC/1h) e conservadas em fenol 0,5% ou pela adição de acetona ou álcool com posterior liofilização.

Adição parcelada de glicose durante a fermentação, se não ambas podem tornar-se avirulentas

B.C.G. Mycobacterium tuberculosis (tipo humano), Koch

tentou uma vacina com microrganismos inativados pelo calor e algumas substâncias químicas mas sem sucesso. Em 1921 Calmette e Guérin conseguiram uma cepa atenuada de Mycobacterium bovis após 250 passagens, este foi chamado de Bacilo de Calmette-Guérin (BCG).

Cultivo estático (forma película) – quantidade de bactérias pequeno / volume, desagregação em moinho de bolas (morte de bactérias).

Cultivo em meio submerso – add Tween-80 (pode ser tóxico), 7x mais bactérias viáveis, mais resistentes a liofilização, menor imunogenicidade em camundongos e cobaias frente ao cultivo estático.

Condições de assepsia (durante 8 dias), pH 7,5.