Estudo descobre chave potencial para uma vacina Haemophilus influenzae tipo b mais barata e acessível

6 de junho de 2023

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por Hannover Medical School

A bactéria Haemophilus influenzae tipo b (Hib) pode causar doenças graves, como meningite e envenenamento do sangue em crianças pequenas. Pesquisadores do MHH Institute of Clinical Biochemistry decifraram o caminho da cápsula bacteriana e criaram a base para a produção de uma vacina Hib barata e segura.

A bactéria Haemophilus influenzae tipo b (Hib) habita a cavidade nasal humana. Causa infecções do trato respiratório superior e inferior, especialmente em bebês e crianças pequenas. Mas doenças ainda mais graves, como inflamação do ouvido médio, meningite ou envenenamento do sangue (sepse), podem ser causadas pelo Hib. A bactéria envolve-se com uma casca que consiste em muitas cadeias de açúcar, que também são referidas como polímeros de cápsula. Com os polímeros da cápsula, a bactéria se protege contra o sistema imunológico do hospedeiro e pode, assim, sobreviver no corpo humano.

Estão disponíveis vacinas contra o Hib que contêm os polímeros de açúcar na cápsula e treinam o sistema imunológico para esses antígenos. No entanto, sua produção é complexa e cara. Isso porque os antígenos devem ser obtidos diretamente de culturas bacterianas infecciosas, o que requer um laboratório com nível de segurança adequado.

A equipe liderada pelo Dr. Timm Fiebig do Instituto de Bioquímica Clínica da Hannover Medical School (MHH) conseguiu agora decifrar totalmente o caminho de formação do polímero da cápsula pela primeira vez, criando assim o potencial para produzir o antígeno da vacina de forma barata e segura por síntese enzimática sem o uso de patógenos. Seus resultados foram publicados na revista Nature Chemical Biology.

"A elucidação da via de biossíntese permite uma produção muito mais elegante de antígenos de vacina Hib a partir de precursores amplamente disponíveis e baratos em um laboratório padrão, sem ter que cultivar bactérias perigosas em biorreatores", disse o Dr. Fiebig, chefe do grupo de trabalho Microbial Glycobiochemistry e Desenvolvimento de Vacinas.

Apesar da alta eficácia da vacina Hib introduzida na Alemanha na década de 1990, a bactéria ainda é a principal causa de meningite bacteriana em crianças menores de 1 ano em sociedades não vacinadas. Graças à simplicidade da via sintética recém-descoberta, a distribuição da vacina pode ser melhorada em todo o mundo.

No entanto, a equipe de pesquisa não apenas elucidou o próprio caminho de produção, mas também descreveu as enzimas que controlam esse processo. "Agora, pela primeira vez, entendemos de forma abrangente como a bactéria constrói sua cápsula de polímero e quais enzimas ela usa como ferramentas para isso", disse o Dr. Fiebig. Esta fábrica de enzimas agora pode ser reproduzida no tubo de ensaio em condições seguras. A enzima mais importante é a chamada polimerase da cápsula, que produz a cápsula de polissacarídeo real e, portanto, o antígeno para a vacina.

A enzima consiste em quatro subunidades. Três deles transferem blocos de construção químicos que ocorrem nos polímeros de superfície de muitas outras bactérias e contribuem para o efeito patogênico dos patógenos. No entanto, ainda não se sabia quais enzimas transmitem esses blocos de construção e como essas enzimas se parecem tridimensionais. No entanto, isso é crucial para o desenvolvimento de agentes antibacterianos e para a descoberta de novas enzimas que controlam como as bactérias enganam nosso sistema imunológico e o quão infecciosas elas são.