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Vacina de DNA
Guilherme Sales
Marina Sousa
Raquel Nascimento
Rebeca Donadon
Yuri Raslan
Figura 1: Modelo da dupla-fita de DNA
O que é Vacina?
• Nome originário do latim
vaccinus, de vacca (vaca)
• Administração de uma versão
mais atenuada, em geral, de
agentes patogênicos ou de
subunidades vacinais, que são
responsáveis pela doença.
Introdução
Figura 2: Vacinação contra Rubéola
Tipos de Vacinas Tradicionais
• Vacinas Replicantes (vírus-atenuadas)
▫ Multiplicação em células especializadas;
▫ Imunização de Viroses: caxumba, sarampo, rubéola;
• Vacinas Não Replicantes (inativadas)
▫ Organismo não se replica
▫ Exemplo: Hepatite A e B , Cólera , Influenza;
• Combinadas
▫ Antígenos de diferentes organismos
▫ Dose Única
▫ Exemplo: Vacinas do E. COLI
Introdução
Ação das Vacinas Tradicionais
• Reação Primária
▫ Produção de anticorpos;
• Reação imunológica
pelas subunidades vacinais
▫ Proteínas
▫ Polissacarídeos
Introdução
Figura 3: Função dos Linfócitos
Gráfico 1: Concentração de anticorpos específicos no plasma
para o antígeno introduzido no corpo doe um indivíduo
Tempo em
dias
I
III: 1ª inoculação do antígeno
II: 2ª inoculação do antígeno
Resposta
imune
primária
Resposta imune
secundária
Vacinas de DNA
• Fragmento de DNA
▫ Codificador de proteína imunogênica ou imunomoduladora;
▫ Inserido em um vetor de expressão bacteriano;
▫ Ativação da memória imunológica
• Uma vez dentro da célula:
▫ Núcleo: genes  RNAm
▫ Citoplasma: RNAm  proteínas antigênicas
• Antígenos são anunciados ao sistema imunitário de
dois modos:
▫ Deixar a célula
▫ Quebrados e acoplados às proteínas de histocompatibilidade
(MHC)
Histórico
• Década de 1950/60
▫ Primeiras ideias de que genes poderiam atuar como vacina;
• Década de 1970/80
▫ Desenvolvimento da Terapia Gênica;
• Década de 1990
▫ 1993: Primeira demonstração;
▫ 1996: Estudos envolvendo linfomas de célula T, a gripe e Herpes.
Fabricação da Vacina de DNA
I. Isolar parasita, fungo, bactéria ou vírus causador da doença;
II. Retirar fração da molécula de DNA;
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geralmente através de plasmídios;
IV. Dentro do organismo, a molécula de DNA do parasita entra
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doença
Plasmídio
Técnica do
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Fabricação das Vacinas de DNA
Plasmídio é
adicionado à célula
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Fabricação das Vacinas de DNA
Replicação do
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Recombinado
Fabricação das Vacinas de DNA
Purificação
Pronto para uso
Figura 4: Vacina
Vacina de DNA X Vacinas Tradicionais
Vacina de DNA Vacinas Tradicionais
Usa apenas o DNA dos organismos
infecciosos
Utiliza forma inativa ou morta dos
organismos infecciosos
Diminui o risco de uso do real
organismo infeccioso
Apresenta o possível risco de
fatalidade
Promove tanto a imunização
humoral quanto a celular
Promove imunização humoral
Tabela 1: Principais diferenças entre a vacina de DNA e as vacinas tracionais
Adendo: Imunização humoral e celular
• Imunização humoral:
▫ Resposta imunológica ativa
 Anticorpos (sangue)
 Mediada por Linfócitos B
 Imunoglobulinas
Class
es
Tipos Descrição
IgA 2
Encontrado em áreas de mucosas, como os intestinos, trato respiratório e trato
urogenital, prevenindo sua colonização por patógenos.
IgD 1 Suas funções são menos definidas do que as dos outros isotipos.
IgE 1 Desencadeia a liberação de histaminas. Também protege contra vermes parasitas.
IgG 4
Em suas quatro formas, proporciona a principal imunidade baseada em anticorpos contra
os patógenos que invadem o corpo. É o único tipo que o bebê recebe da mãe.
IgM 1
Expressa na superfície das células B. Elimina patógenos nos estágios iniciais da
imunidade mediada pelas células B antes que haja IgG suficiente.
Tabela 2: Descrição das classes das imunoglobulinas
Adendo: Imunização humoral e celular
• Imunização celular
▫ Mediada por Linfócitos T
▫ Não envolve anticorpos
▫ Ativação de macrófagos
Figura 5: Esquema da fagocitose por um macrófago
Vantagens da Vacina de DNA
• O sucesso da imunização com DNA depende:
▫ Natureza dos antígenos;
▫ Forma do antígeno (solúvel ou associado);
▫ Freqüência e via de administração;
▫ Concentração de DNA administrada;
▫ Idade e saúde do hospedeiro;
▫ Espécie dos animais vacinados;
• Principal Vantagem:
▫ Imunização Celular: Produção de linfócitos T auxiliares (CD4+) e
T citotóxico (CD8+);
 Citocinas: Função reguladora na produção de anticorpos
Vantagens da Vacina de DNA
• Custo de produção em larga escala
▫ Consideravelmente menor
• São estáveis a temperatura ambiente e podem ser
liofizadas*
• Controle de qualidade mais eficiente;
• Não necessita de uma rede de refrigeração;
*Liofização ou criodessecação: desidratação para conservação. Há o congelamento e posterior retirada da
água por sublimação. Permanecem intactas as membranas. A redução da água inibe a ação dos microorganismos
e das enzimas.
Vantagens da Vacina de DNA
• Facilita transporte e distribuição
▫ Possibilita programas de imunização em regiões de difícil acesso;
• Não há imunização ao plasmídeo
▫ Um mesmo plamídeo para várias imunizações;
• Atende aos indivíduos imunocomprometidos
▫ Exemplo: A vacina comercial contra a tuberculose (BCG) é
contra-indicada;
• Crianças e idosos
▫ Sistema imunológico imaturo ou deficiente;
Desvantagens da Vacina de DNA
• Imunização Limitada
▫ Age apenas contra os componentes protéicos do organismo
patogênico;
• Possibilidade de Integração do DNA injetado ao
cromossomo humano ;
• Não substitui algumas vacinas tradicionais
▫ Exemplo: Anti-pneumocócica
• O material genético dos microorganismos é
pouco estável no núcleo da célula humana; Figura 6: Streptococcus
pneumoniae (gram-positiva)
Vias de Administração
• Inoculação direta do plasmídio pelas vias:
▫ Intramuscular*
▫ Subcutânea
▫ Oral
▫ Intradérmica*
▫ Intravenosa
▫ Intraorbital
▫ Via Mucosa
* Liberam o plasmídio no meio extracelular.
Figura 7: Terapia Gênica – Scientific American (1999)
Vias de Administração
• Gene Gun**
▫ John Sanford - Cornell University
 1987
▫ Cobertura de partículas de ouro ou tungstênio
com o DNA de interesse;
▫ Complexo partícula-DNA acelerado sob vácuo,
atingindo tecido alvo;
**As células recebem o DNA diretamente.
Figura 8: Gene Gun
Pesquisas Atuais
• A vacina de DNA mais estudada é a de plasmídio;
• Ainda não estão disponíveis para humanos;
• Uso da vacina de DNA contra HIV, Malária, Raiva,
Esclerose Múltipla;
• Duas vacinas de DNA foram recentemente licenciadas
para animais:
▫ Contra o vírus da Febre do Nilo do Ocidente, em equinos;
▫ Contra o vírus da necrose hematopoiética infecciosa em salmão;
• Tentativa de diminuir a indução da resposta imune
Referências Bibliográficas
• KANO, F. S.; VIDOTTO, O.; VIDOTTO, M. C. Vacina de DNA: aspectos
gerais e sua aplicação na medicina humana e veterinária. Semina:
Ciências Agrárias, Londrina, v. 28, n. 4, p. 709-726, Out/Dez. 2007
• CURTA, J.C.; SIMÃO, R. C. G.; SEGER, J. Vacina de DNA contra
doenças infecciosas. RBAC, v. 40, n.3, p. 187-191, Jul 2008.
Disponível em:
<http://www.sbac.org.br/pt/pdfs/rbac/rbac_40_03/05.pdf>
Acesso em: 15 Nov 2009.
• SUPER. O que são alimentos liofilizados? Disponível em:
<http://super.abril.com.br/superarquivo/1989/conteudo_111788.s
html> Acesso em: 15 Nov 2009.
• GLICK, B. R.; PASTERNAK, J. J. Molecular Biotecnology: Principles
and aplications of recombinat DNA. 3 ed. Washington, DC:
American Society for Microbiology Press, 2003. 760p.
Referências Bibliográficas
• BRASIL ESCOLA. As vacinas de DNA. Disponível em:
<http://www.brasilescola.com/biologia/as-vacinas-de-
dna.html>Acesso em: 15 Nov 2009.
• SARAIVA. Vacinas genéticas. Disponível em:
<http://biosonialopes.editorasaraiva.com.br/navitacontent_/user
Files/File/SoniaLopes_Powerpoints/SoniaLopes_Textos_Atualiza_o/
vacinas_gen.pdf>Acesso em : 15 Nov 2009.
• REDEC. Vacinas de DNA. Disponível em:
<http://www.redetec.org.br/inventabrasil/dna.htm> Acesso em:
15 Nov 2009.
• LABORATÓRIO DE GENÉTICA CELULAR E MOLECULAR.Vacinas de
DNA carreadas por Salmonella. Disponível em:
<http://www.icb.ufmg.br/big/vacinas/Vacinas%20de%20DNA.htm>
Acesso em :15 Nov 2009.
Referências Bibliográficas
• DIÁRIO DA SAÚDE. Vacina de DNA poderá tratar doenças do sistema
imunológico. Disponível em:
<www.diáriodasaúde.com.br/news.article=vacina-dna/> Acesso
em: 13 Nov 2009.
• ABBAS, A.; LICHTMAN, A. H.; POBER, J. S. Cellular and molecular
immunology. W.B. SAUNDERS COMPANY, p. 553, 200
• BIER, O.:Bacteriologia e imunologia: Em suas aplicações à
medicina e à higiene. São Paulo: Melhoramentos, v.19, p. 1062,
1941
• MEDICINA AVANÇADA: DR. SHIRLEY CAMPOS. Vacina de DNA: uma
nova geração de imunobiológico. Disponível em:
<www.drashirleydecampos.com.br/notícias/16154> Acesso em: 13
Nov 2009.

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Vacinas de DNA

  • 1. Vacina de DNA Guilherme Sales Marina Sousa Raquel Nascimento Rebeca Donadon Yuri Raslan Figura 1: Modelo da dupla-fita de DNA
  • 2. O que é Vacina? • Nome originário do latim vaccinus, de vacca (vaca) • Administração de uma versão mais atenuada, em geral, de agentes patogênicos ou de subunidades vacinais, que são responsáveis pela doença. Introdução Figura 2: Vacinação contra Rubéola
  • 3. Tipos de Vacinas Tradicionais • Vacinas Replicantes (vírus-atenuadas) ▫ Multiplicação em células especializadas; ▫ Imunização de Viroses: caxumba, sarampo, rubéola; • Vacinas Não Replicantes (inativadas) ▫ Organismo não se replica ▫ Exemplo: Hepatite A e B , Cólera , Influenza; • Combinadas ▫ Antígenos de diferentes organismos ▫ Dose Única ▫ Exemplo: Vacinas do E. COLI Introdução
  • 4. Ação das Vacinas Tradicionais • Reação Primária ▫ Produção de anticorpos; • Reação imunológica pelas subunidades vacinais ▫ Proteínas ▫ Polissacarídeos Introdução Figura 3: Função dos Linfócitos Gráfico 1: Concentração de anticorpos específicos no plasma para o antígeno introduzido no corpo doe um indivíduo Tempo em dias I III: 1ª inoculação do antígeno II: 2ª inoculação do antígeno Resposta imune primária Resposta imune secundária
  • 5. Vacinas de DNA • Fragmento de DNA ▫ Codificador de proteína imunogênica ou imunomoduladora; ▫ Inserido em um vetor de expressão bacteriano; ▫ Ativação da memória imunológica • Uma vez dentro da célula: ▫ Núcleo: genes  RNAm ▫ Citoplasma: RNAm  proteínas antigênicas • Antígenos são anunciados ao sistema imunitário de dois modos: ▫ Deixar a célula ▫ Quebrados e acoplados às proteínas de histocompatibilidade (MHC)
  • 6. Histórico • Década de 1950/60 ▫ Primeiras ideias de que genes poderiam atuar como vacina; • Década de 1970/80 ▫ Desenvolvimento da Terapia Gênica; • Década de 1990 ▫ 1993: Primeira demonstração; ▫ 1996: Estudos envolvendo linfomas de célula T, a gripe e Herpes.
  • 7. Fabricação da Vacina de DNA I. Isolar parasita, fungo, bactéria ou vírus causador da doença; II. Retirar fração da molécula de DNA; III. Esse pedaço de DNA é colocado no sangue da pessoa geralmente através de plasmídios; IV. Dentro do organismo, a molécula de DNA do parasita entra nas células; V. Combina-se com DNA e forma proteína; VI. Proteína produz anticorpos contra o parasita;
  • 8. DNA do causador da doença Plasmídio Técnica do DNA recombinante Plasmídio recombinado Fabricação das Vacinas de DNA
  • 9. Plasmídio é adicionado à célula bacteriana
  • 10. Fabricação das Vacinas de DNA Replicação do Plasmídio Recombinado
  • 11. Fabricação das Vacinas de DNA Purificação Pronto para uso Figura 4: Vacina
  • 12. Vacina de DNA X Vacinas Tradicionais Vacina de DNA Vacinas Tradicionais Usa apenas o DNA dos organismos infecciosos Utiliza forma inativa ou morta dos organismos infecciosos Diminui o risco de uso do real organismo infeccioso Apresenta o possível risco de fatalidade Promove tanto a imunização humoral quanto a celular Promove imunização humoral Tabela 1: Principais diferenças entre a vacina de DNA e as vacinas tracionais
  • 13. Adendo: Imunização humoral e celular • Imunização humoral: ▫ Resposta imunológica ativa  Anticorpos (sangue)  Mediada por Linfócitos B  Imunoglobulinas Class es Tipos Descrição IgA 2 Encontrado em áreas de mucosas, como os intestinos, trato respiratório e trato urogenital, prevenindo sua colonização por patógenos. IgD 1 Suas funções são menos definidas do que as dos outros isotipos. IgE 1 Desencadeia a liberação de histaminas. Também protege contra vermes parasitas. IgG 4 Em suas quatro formas, proporciona a principal imunidade baseada em anticorpos contra os patógenos que invadem o corpo. É o único tipo que o bebê recebe da mãe. IgM 1 Expressa na superfície das células B. Elimina patógenos nos estágios iniciais da imunidade mediada pelas células B antes que haja IgG suficiente. Tabela 2: Descrição das classes das imunoglobulinas
  • 14. Adendo: Imunização humoral e celular • Imunização celular ▫ Mediada por Linfócitos T ▫ Não envolve anticorpos ▫ Ativação de macrófagos Figura 5: Esquema da fagocitose por um macrófago
  • 15. Vantagens da Vacina de DNA • O sucesso da imunização com DNA depende: ▫ Natureza dos antígenos; ▫ Forma do antígeno (solúvel ou associado); ▫ Freqüência e via de administração; ▫ Concentração de DNA administrada; ▫ Idade e saúde do hospedeiro; ▫ Espécie dos animais vacinados; • Principal Vantagem: ▫ Imunização Celular: Produção de linfócitos T auxiliares (CD4+) e T citotóxico (CD8+);  Citocinas: Função reguladora na produção de anticorpos
  • 16. Vantagens da Vacina de DNA • Custo de produção em larga escala ▫ Consideravelmente menor • São estáveis a temperatura ambiente e podem ser liofizadas* • Controle de qualidade mais eficiente; • Não necessita de uma rede de refrigeração; *Liofização ou criodessecação: desidratação para conservação. Há o congelamento e posterior retirada da água por sublimação. Permanecem intactas as membranas. A redução da água inibe a ação dos microorganismos e das enzimas.
  • 17. Vantagens da Vacina de DNA • Facilita transporte e distribuição ▫ Possibilita programas de imunização em regiões de difícil acesso; • Não há imunização ao plasmídeo ▫ Um mesmo plamídeo para várias imunizações; • Atende aos indivíduos imunocomprometidos ▫ Exemplo: A vacina comercial contra a tuberculose (BCG) é contra-indicada; • Crianças e idosos ▫ Sistema imunológico imaturo ou deficiente;
  • 18. Desvantagens da Vacina de DNA • Imunização Limitada ▫ Age apenas contra os componentes protéicos do organismo patogênico; • Possibilidade de Integração do DNA injetado ao cromossomo humano ; • Não substitui algumas vacinas tradicionais ▫ Exemplo: Anti-pneumocócica • O material genético dos microorganismos é pouco estável no núcleo da célula humana; Figura 6: Streptococcus pneumoniae (gram-positiva)
  • 19. Vias de Administração • Inoculação direta do plasmídio pelas vias: ▫ Intramuscular* ▫ Subcutânea ▫ Oral ▫ Intradérmica* ▫ Intravenosa ▫ Intraorbital ▫ Via Mucosa * Liberam o plasmídio no meio extracelular. Figura 7: Terapia Gênica – Scientific American (1999)
  • 20. Vias de Administração • Gene Gun** ▫ John Sanford - Cornell University  1987 ▫ Cobertura de partículas de ouro ou tungstênio com o DNA de interesse; ▫ Complexo partícula-DNA acelerado sob vácuo, atingindo tecido alvo; **As células recebem o DNA diretamente. Figura 8: Gene Gun
  • 21. Pesquisas Atuais • A vacina de DNA mais estudada é a de plasmídio; • Ainda não estão disponíveis para humanos; • Uso da vacina de DNA contra HIV, Malária, Raiva, Esclerose Múltipla; • Duas vacinas de DNA foram recentemente licenciadas para animais: ▫ Contra o vírus da Febre do Nilo do Ocidente, em equinos; ▫ Contra o vírus da necrose hematopoiética infecciosa em salmão; • Tentativa de diminuir a indução da resposta imune
  • 22. Referências Bibliográficas • KANO, F. S.; VIDOTTO, O.; VIDOTTO, M. C. Vacina de DNA: aspectos gerais e sua aplicação na medicina humana e veterinária. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 28, n. 4, p. 709-726, Out/Dez. 2007 • CURTA, J.C.; SIMÃO, R. C. G.; SEGER, J. Vacina de DNA contra doenças infecciosas. RBAC, v. 40, n.3, p. 187-191, Jul 2008. Disponível em: <http://www.sbac.org.br/pt/pdfs/rbac/rbac_40_03/05.pdf> Acesso em: 15 Nov 2009. • SUPER. O que são alimentos liofilizados? Disponível em: <http://super.abril.com.br/superarquivo/1989/conteudo_111788.s html> Acesso em: 15 Nov 2009. • GLICK, B. R.; PASTERNAK, J. J. Molecular Biotecnology: Principles and aplications of recombinat DNA. 3 ed. Washington, DC: American Society for Microbiology Press, 2003. 760p.
  • 23. Referências Bibliográficas • BRASIL ESCOLA. As vacinas de DNA. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/biologia/as-vacinas-de- dna.html>Acesso em: 15 Nov 2009. • SARAIVA. Vacinas genéticas. Disponível em: <http://biosonialopes.editorasaraiva.com.br/navitacontent_/user Files/File/SoniaLopes_Powerpoints/SoniaLopes_Textos_Atualiza_o/ vacinas_gen.pdf>Acesso em : 15 Nov 2009. • REDEC. Vacinas de DNA. Disponível em: <http://www.redetec.org.br/inventabrasil/dna.htm> Acesso em: 15 Nov 2009. • LABORATÓRIO DE GENÉTICA CELULAR E MOLECULAR.Vacinas de DNA carreadas por Salmonella. Disponível em: <http://www.icb.ufmg.br/big/vacinas/Vacinas%20de%20DNA.htm> Acesso em :15 Nov 2009.
  • 24. Referências Bibliográficas • DIÁRIO DA SAÚDE. Vacina de DNA poderá tratar doenças do sistema imunológico. Disponível em: <www.diáriodasaúde.com.br/news.article=vacina-dna/> Acesso em: 13 Nov 2009. • ABBAS, A.; LICHTMAN, A. H.; POBER, J. S. Cellular and molecular immunology. W.B. SAUNDERS COMPANY, p. 553, 200 • BIER, O.:Bacteriologia e imunologia: Em suas aplicações à medicina e à higiene. São Paulo: Melhoramentos, v.19, p. 1062, 1941 • MEDICINA AVANÇADA: DR. SHIRLEY CAMPOS. Vacina de DNA: uma nova geração de imunobiológico. Disponível em: <www.drashirleydecampos.com.br/notícias/16154> Acesso em: 13 Nov 2009.