This round structure is only about ten billionths of a meter in diameter, but it— as well as other technologies in the pipeline— could be stepping stones to a monumental public health ambition: a single vaccine that protects you against everything.
Esta estrutura redonda tem apenas 0,1 nanômetro de diâmetro, mas, como outras tecnologias ainda em desenvolvimento, pode ser o trampolim para uma ambição monumental da saúde pública: uma única vacina para nos proteger contra tudo.
We’ll get back to the grand vision later, but first, let’s start with something that’s being developed now: a vaccine that would protect you against every strain of the flu— even ones that don’t exist yet.
Voltaremos a essa visão grandiosa mais tarde, mas, antes, vamos começar com algo que está em desenvolvimento agora: uma vacina que pode te proteger contra qualquer cepa da gripe - inclusive as que ainda não existem.
Here’s one flu virus particle. On the inside is the virus’ RNA, and on the outside are lots and lots of hemagglutinin proteins. Hemagglutinin attaches to a receptor on a human cell and fuses the viral and human membranes, starting the infection. Hemagglutinin is also one of the things your immune system recognizes and reacts to the most.
Aqui está uma partícula do vírus da gripe. Por dentro é o RNA do vírus, e por fora são inúmeras proteínas de hemaglutinina. Hemaglutinina se liga a um receptor de uma célula humana e funde as membranas viral e humana, iniciando a infecção. A hemaglutinina é também uma das coisas que seu sistema imunológico reconhece e à qual mais reage.
To understand how this works, think of hemagglutinin as a bust of 19th century French Emperor Napoleon Bonaparte. Croissant!
Para entender como isso funciona, pense na hemaglutinina como o busto do imperador francês do século 19 Napoleão Bonaparte. <i>Croissant!</i>
If you show Napoleon to an immune system and say, “remember him,” the immune system will mostly focus on his head. And the same is true for the real hemagglutinin.
Se você mostrar o Napoleão a um sistema imunológico e disser: “Lembre-se dele”, o sistema imune irá concentrar-se principalmente na sua cabeça. E o mesmo acontece com a verdadeira hemaglutinina.
One way the immune system remembers things is by physically interacting with them. Think of it as making plaster molds of parts of the head: we call these molds antibodies. The antibodies float around your bloodstream for a while and then can diminish, but blueprints on how to make them are stored in specialized memory cells, waiting for future Napoleons to invade.
Uma maneira do sistema imunológico se lembrar das coisas é interagindo fisicamente com elas. Pense nisso como fazer moldes de gesso de partes da cabeça: chamamos esses moldes de anticorpos. Os anticorpos flutuam na sua corrente sanguínea por um tempo e depois podem diminuir, mas o plano de como fazê-los é mantido dentro de células de memória especial, esperando a invasão de futuros Napoleões.
Here’s the thing, though. Hemagglutinin is constantly mutating. Most mutations are subtle, produced by single letter changes in the virus’ RNA: like this or this. Over time, Napoleon-slash-hemagglutinin’s head can change enough that our antibodies become less good at recognizing it. This is called antigenic drift.
Mas tem um problema: a hemaglutinina está em constante mutação. Muitas das mutações são sutis, produzidas por alterações de uma única letra no ARN do vírus: assim, ou assim. Com o passar do tempo, a cabeça de Napoleão/hemaglutinina muda tanto que nossos anticorpos se tornam menos eficazes em reconhecê-los. Isso é chamado de deriva antigênica.
Influenza is constantly drifting; that’s one reason you have to get a new flu shot every year.
A gripe está sempre mudando, e é por isso que precisamos tomar vacina para gripe todo ano.
But sometimes bigger changes happen.
Mas às vezes mudanças maiores acontecem.
An animal, usually a pig, can get infected with, say, a human flu and a bird flu. And those different viruses might infect the same cell. If that happens, the two different viral genomes can recombine in tens or even hundreds of ways. The human flu virus could pick up a bird flu hemagglutinin that’s never infected humans before.
Um animal, geralmente um porco, pode se infectar, com, digamos, gripe humana e gripe aviária. E esses vírus diferentes podem infectar a mesma célula. Se isso acontecer, os dois genomas diferentes podem se recombinar em dezenas ou até mesmo centenas de formas. O vírus da gripe humana pode pegar a hemaglutinina da gripe aviária, que nunca infectou um humano antes.
This is called antigenic shift, and if you get infected by this version of influenza, none of the antibodies against Napoleon's head are going to help you. Antigenically shifted viruses have the potential to infect many people very quickly, causing epidemics and sometimes pandemics.
Isso é chamado de mudança antigênica, e, se você for infectado por essa variante da gripe, nenhum dos anticorpos contra a cabeça de Napoleão irá te ajudar. Vírus deslocados antigenicamente têm o potencial de infectar muitas pessoas rapidamente, causando epidemias e às vezes pandemias.
A truly universal flu vaccine would be able to protect against current flu strains and future drifted or shifted strains.
Uma vacina realmente universal da gripe poderia proteger contra as atuais cepas de gripe e futuras cepas derivadas ou alteradas.
But how do we design a vaccine against a strain that doesn’t exist yet?
Mas como podemos criar uma vacina para uma cepa que ainda não existe?
We look to the past. There are key parts of hemagglutinin that haven’t changed much over time and are probably critical to infect human cells; these “conserved regions” could be promising targets for universal vaccines.
Observamos o passado. Há partes essenciais da hemaglutinina que não mudaram muito ao longo do tempo e provavelmente são provavelmente vitais para infectar células humanas; essas “regiões conservadas” poderiam ser alvos promissores para vacinas universais.
But there's a problem that's hindered classical vaccine production. Many conserved regions are in the neck, and it’s tough to get the immune system to react to the neck.
Mas há um problema que dificulta a produção clássica de vacinas. Muitas regiões conservadas estão no “pescoço”, e é difícil conseguir que o sistema imunológico reaja ao pescoço.
Also, because influenza-like viruses have been around for hundreds of millions of years, there may not be a single region that’s common across all species and subtypes of influenza.
Além disso, como vírus semelhantes à gripe existem há centenas de milhões de anos, pode ser que não exista uma região que seja comum a todas as espécies e subtipos de gripe.
But there’s promising science in development.
Mas há pesquisas científicas promissoras em desenvolvimento.
Remember this? This is a protein called ferritin; Its normal purpose is to store and move iron. But it’s also the rough size and shape of a small virus. And if you attach viral proteins to it, like this, you’d have something that looks, to an immune system, like a virus— but would be completely harmless and very engineerable.
Lembra-se disso? Esta proteína é chamada ferritina. Seu propósito é armazenar e transportar ferro. Mas também é mais ou menos do tamanho e da forma de um pequeno vírus. E, se juntarmos proteínas virais a ele, assim, teríamos algo parecido, para um sistema imunológico, a um vírus, mas seria completamente inofensivo e fácil de manipular.
Recently, scientists engineered a ferritin nanoparticle to present 8 identical copies of the neck region of an H1 flu virus. They vaccinated mice with the nanoparticle, then injected them with a lethal dose of a completely different subtype, H5N1. All the vaccinated mice lived; all the unvaccinated ones died.
Recentemente, os cientistas desenvolveram um nanopartícula de ferritina para apresentar oito cópias idênticas da região do pescoço de um vírus H1. Eles vacinaram os ratos com o nanopartícula, depois injetaram neles uma dose letal de um subtipo completamente diferente, H5N1. Todos os ratos vacinados viveram; todos os não vacinados morreram.
Going one step beyond that, there may be conserved regions that we could take advantage of across different-but-related virus species— like SARS-CoV-2, MERS, and a few coronaviruses which cause some common colds.
Indo um pouco além, podem existir regiões conservadas que poderíamos aproveitar em espécies de vírus diferentes mas relacionadas, como a SARS-CoV-2, MERS, e alguns coronavírus que causam alguns resfriados comuns.
Over the past few decades, a different part of the immune system has come into clearer focus. Instead of antibodies, this part of the immune system uses a vast array of T cells that kill, for example, cells that have been infected by a virus. Vaccines that train this part of the immune system, in addition to the antibody response, could provide broader protection.
Ao longo das últimas décadas, uma parte diferente do sistema imunológico tornou-se o centro das atenções. Ao invés de anticorpos, essa parte do sistema imunológico usa uma vasta gama de células T que matam, por exemplo, células que foram infectadas por um vírus. Vacinas que treinam essa parte do sistema imunológico, além da resposta de anticorpos, poderiam oferecer uma proteção mais ampla.
A universal flu vaccine would be a monumental achievement in public health.
Uma vacina universal contra a gripe seria uma conquista monumental em saúde pública.
A fully universal vaccine against all infectious disease is— for the moment— squarely in the realm of science fiction, partially because we have no idea how our immune system would react if we tried to train it against hundreds of different diseases at the same time. Probably not well.
Uma vacina universal contra todas as doença infecciosas é, por enquanto, diretamente no reino da ficção científica, em parte porque não temos a menor ideia de como nosso sistema imunológico reagiria se tentássemos treiná-lo contra centenas de diferentes doenças ao mesmo tempo. Provavelmente, não muito bem.
But that doesn’t mean it’s impossible. Look at where medicine is today compared to where it was two centuries ago. Who knows what it’ll look like in another 50 or 100 years— maybe some future groundbreaking technology will bring truly universal vaccines within our grasp.
Mas isso não significa que é impossível. Veja onde a medicina é hoje comparada ao lugar onde estava há dois séculos. Quem sabe o que vai acontecer em mais 50 ou 100 anos... talvez alguma inovação futura trará vacinas verdadeiramente universais dentro de nosso alcance.