O zebrafish, conhecido como peixe paulistinha, apresentou resposta imunológica contra o SARS-CoV-2 e reações parecidas com casos graves em humanos. A pesquisa, que está em preprint, contou com a participação de cientistas de diversas universidades do Brasil – Foto: Cedida pelo pesquisador

Uma pesquisa liderada pelo pós-doutorando Ives Charlie SIlva, do Departamento de Farmacologia do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, sugere o uso do zebrafish, mais conhecido como peixe paulistinha, para testar a segurança das vacinas para o novo coronavírus. Segundo o estudo, o zebrafish produziu anticorpos após ser injetado com uma vacina, desenvolvida pelos próprios pesquisadores exclusivamente para ser usada no peixe a partir da proteína spike do vírus, e também apresentou reações adversas muito semelhantes aos casos graves da doença em humanos. Um artigo sobre o tema está disponível em preprint na plataforma BioRxiv.

Antes do início da pandemia, o pesquisador já trabalhava com o peixe paulistinha usando-o como modelo para estudar a toxicidade de drogas anticâncer. “Aproveitamos nossa expertise com o zebrafish para tentar desenvolver algo para a população. Então, o laboratório mudou um pouco o foco para estudar a covid-19”, conta o pós-doutorando ao Jornal da USP.

O objetivo principal da pesquisa foi testar a segurança de vacinas para covid-19 usando o peixe paulistinha como modelo. Para isso, as análises contaram com uma força-tarefa de cientistas da USP e de diversas outras universidades brasileiras.

“O objetivo é fazer testes no zebrafish para tentar produzir uma vacina que não seja prejudicial para o ser humano e que não vá causar uma resposta indesejada.” Usar o peixe como modelo pode ajudar os cientistas na previsão de reações adversas. Assim, é possível melhorar o desenvolvimento de vacinas para que cheguem até o ser humano com toda a segurança necessária.

O laboratório do professor Edison Durigon e da professora Cristiane Guzzo, ambos do ICB, junto com o grupo do professor Chuck Farah, do Instituto de Química da USP, produziram um fragmento recombinante como candidato à vacina da covid-19 para ser usado exclusivamente no zebrafish. Mas não é uma vacina comercial. Esse fragmento, chamado de spike, é o pedaço de uma proteína do SARS-CoV-2 que, inclusive, está sendo usado para a produção de algumas vacinas ao redor do mundo, segundo o pesquisador.

Em seguida, a vacina foi injetada no peixe paulistinha. Como resultado, os cientistas observaram que o animal desenvolveu imunidade humoral, ou seja, produziu anticorpos em um período de 7 à 14 dias após ser aplicada.

Além da produção de anticorpos, foram observadas reações adversas, algumas delas muito parecidas com sintomas apresentados por pessoas que tiveram casos graves de covid-19. “Observamos trombose, lesão renal, e até alguns animais morreram. Além disso, houve aumento das células inflamatórias e efeitos neurológicos”, detalha Charlie Silva.

Os efeitos adversos foram observados nos órgãos do zebrafish através de análises histológicas, ou seja, dos tecidos, feitas no Laboratório de Biologia Celular do ICB. Segundo a bióloga Glaucia Maria Machado Santelli, que participou dessas análises, foram analisadas as principais alterações que aconteceram no cérebro, ovário, fígado e rim. “Essas alterações foram interessantes porque elas lembram o quadro que temos no ser humano, inclusive esse aspecto de afetar o sistema nervoso que foi visto atualmente”, reforça.

Zebrafish como modelo para o teste de vacinas

De acordo com Ives Charlie Silva, o uso do zebrafish para testar a segurança de vacinas, não apenas a de covid-19, pode ser muito mais vantajoso do que outros modelos animais. “Por ter apenas 5 centímetros, o peixe paulistinha diminui os custos, além de apresentar respostas mais rápidas e mais próximas ao ser humano.”

No caso específico da covid-19, o pesquisador ressalta que o zebrafish possui a proteína ACE-2 assim como os humanos. Essa proteína facilita a entrada do vírus no organismo.

Por apresentar essas características, o peixe também acaba tornando-se um modelo mais interessante do que os camundongos, por exemplo, que são amplamente utilizados atualmente na fase de testes em animais. “Nos ratos é necessário processar os órgãos separadamente. Já em uma lâmina de zebrafish conseguimos estudar todos os órgãos. Assim, é possível acelerar o processo de testagem de vacina, além do peixe responder muito próximo do ser humano em função da semelhança genética”, enfatiza o pesquisador.

Uma mãozinha da bioinformática

Com o intuito de entender melhor o porquê das reações adversas, os pesquisadores desenvolveram modelos através de bioinformática. “Para provar que o organismo humano também é capaz de detectar o fragmento de proteína do novo coronavírus usado no estudo com o zebrafish, nós pegamos ele e fizemos um modelo computacional. Observamos que dentro do vírus o spike tem uma porção que interage mais com o sistema imune. Estamos sugerindo que esse peptídeo que desencadeia toda uma resposta inflamatória”, explica Charlie Silva.

Quando o vírus entra no organismo, células do sistema imunológico “pegam” e “digerem” o invasor. Neste momento, o vírus é quebrado em pedaços a partir da ação de um esquema enzimático específico. A partir disso é possível saber em quais pontos ocorrem as quebras. Os cientistas conseguiram fazer essa reprodução no computador para identificar qual parte da proteína spike do SARS-CoV-2, que é quebrada em três peptídeos (estruturas formadas pela ligação de duas ou mais moléculas de aminoácidos), estava causando a resposta imunológica.

Segundo o pesquisador, a próxima etapa do estudo será o desenvolvimento de análises mais práticas para confirmar os resultados obtidos através da bioinformática. Além disso, o grupo de cientistas também testará a vacina de Oxford/AstraZeneca (contra o SARS-CoV-2) em modelos de zebrafish a partir de uma parceria colaborativa com o Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde (INCQS), da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), no Rio de Janeiro.

A pesquisa Zebrafish studies on the vaccine candidate to COVID-19, the Spike protein: Production of antibody and adverse reaction contou com a participação de grupos e cientistas, além dos já mencionados: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) da USP, Faculdade de Medicina (FM) da USP, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG); da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Universidade Federal de Roraima (UFRR), Instituto Federal Goiano, Instituto Butantan. Universidade Federal de Rondônia (UNIR), Pontifícia Universidade Católica (PUC-MG), Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), Universidade Federal de Santa Maria e Universidade de Passo Fundo (UFP).

Por: Marcelo Canquerino
Arte: Simone Gomes
Fonte: Jornal da USP