BIOENGENHARIA E BIOTECNMOLOGIA APLICADA A BIOMEDICINA II

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Unidade II
Unidade II
5 VACINAS E NANOTECNOLOGIA
5.1 Vacinas
5.1.1 Tecnologia da produção de soros e vacinas
Além da fome, as doenças infecciosas sempre tiveram um impacto devastador sobre a humanidade. 
Uma das pandemias mais catastróficas da história foi a peste bubônica (auge entre 1347-1350 d.C.), 
também conhecida como “peste negra”, que provocou a morte de um terço de toda a população humana 
e, mais recentemente, a gripe espanhola em 1918, que causou entre 50 e 100 milhões de mortes em todo 
o mundo, reduzindo a população europeia pela metade. Apenas para efeito de comparação, durante a 
Primeira Guerra Mundial, entre 1914 e 1918, 40 milhões de pessoas foram mortas. Ou seja, em apenas 
dois anos, a gripe espanhola foi responsável por mais mortes do que a Primeira Guerra Mundial em 
seus 4 anos.
Antes da introdução de estratégias preventivas e terapêuticas eficazes, a expectativa de vida era 
estimada em menos de 50 anos e as infecções bacterianas foram imperativas na definição desse limite. 
Esse cenário mudou com a introdução de três medidas que ajudaram a reduzir drasticamente a carga de 
morte causada por doenças infecciosas. As medidas incluem: higiene, antibióticos e vacinação.
Milhares de anos atrás, percebeu-se que indivíduos que sobreviviam da infecção pela varíola eram 
imunes a infecções subsequentes. A partir destas observações, na China, no século X, originou-se a 
prática de inocular indivíduos com material infeccioso das pústulas de varíola de pessoas infectadas, 
uma prática que ficou conhecida como variolação. Esse material infeccioso era injetado na pele ou 
introduzido pela rota nasal. A infecção que se desenvolvia era geralmente mais branda, mas mesmo 
assim, a prática não era livre de riscos. Algumas vezes infecções fatais ocorriam, e como a varíola 
era contagiosa, as infecções induzidas pela variolação poderiam levar a epidemias. Mesmo assim, a 
prática da variolação para prevenção da varíola se disseminou para outras regiões, incluindo: Índia, 
África e Europa.
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Figura 109 – Ilustração da prática de variolação
Apesar da variolação ter sido praticada por séculos, o médico inglês Edward Jenner (1749-1823) é 
geralmente creditado pelo desenvolvimento do processo moderno de vacinação. Jenner observou que o 
gado leiteiro desenvolvia uma doença semelhante à varíola, mas muito mais branda. E ainda, as camponesas 
que faziam a ordenha desse gado não desenvolviam a forma severa da varíola. A partir disso, Jenner 
hipotetizou que a exposição a um patógeno menos virulento poderia proporcionar proteção imune 
contra uma forma mais virulenta, sendo, portanto, uma alternativa mais segura do que a variolação. Isto 
levou-o a testar sua hipótese obtendo amostras de uma lesão ativa de uma camponesa, que foi infectada 
pela varíola bovina, e injetar esse material em um menino de 8 anos (lembrando que nessa época ainda 
não se discutiam aspectos éticos de pesquisa). O menino desenvolveu uma infecção branda, com febre 
baixa, um desconforto na axila e perda de apetite. Quando o menino foi infectado posteriormente com 
material infeccioso da varíola humana, ele não desenvolveu a doença. Esta nova estratégia foi denominada 
vacinação, um nome derivado do uso da varíola bovina (da palavra “vacca”, em latim).
Hoje nós sabemos que a vacina de Jenner funcionou porque o vírus da varíola bovina é genético e 
antigenicamente semelhante (ou seja, possui antígenos muito parecidos) ao vírus da varíola humana. 
E que essa exposição a um vírus menos infeccioso produziu uma resposta imunológica primária e 
produção de células de memória que identificaram epitopos idênticos ou relacionados no vírus da 
linhagem mais virulenta. 
O sucesso da vacinação de Jenner contra a varíola levou outros cientistas a desenvolverem vacinas 
para outras doenças. Talvez o mais notável tenha sido Louis Pasteur, que desenvolveu vacinas contra 
raiva, cólera e antraz. Nos séculos seguintes, diversas outras vacinas foram desenvolvidas contra doenças 
causadas por vírus (caxumba, hepatite, sarampo, pólio e febre amarela) e bactérias (difteria, pneumonia 
pneumocócica e tétano).
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Além disso, é importante enfatizar que muitas vacinas podem prevenir certos cânceres. Por exemplo, 
as vacinas contra o papilomavírus humano (HPV) protegem contra carcinoma cervical e a vacina contra 
hepatite B tem um enorme impacto na redução do câncer de fígado induzido por este patógeno.
A primeira vacina contra o HPV se tornou disponível em 2006, e atualmente diversos países 
incluem-na em sua rotina de vacinações, pelo menos para as meninas. O HPV é praticamente o 
único agente etiológico do carcinoma cervical. Obviamente, reduzindo o número de infecções por 
HPV através da vacinação; também haverá impacto sobre o número de mulheres que desenvolvem 
esse câncer.
Diferentemente de remédios, vacinas são usadas com a proposta de prevenirem doenças. As 
vacinas são ótimas ferramentas, porque não previnem apenas infecções nas pessoas vacinadas, mas 
as complicações que poderiam ser resultantes da doença. Além disso, se uma pessoa não contrai uma 
doença, ela não transmitirá a outros indivíduos.
Dessa forma, as vacinas são capazes de eliminar a transmissão da doença em uma população que 
desenvolveu imunidade de rebanho. Para algumas doenças, como a varíola, a imunidade de rebanho é 
atingida quando pelo menos 90% a 95% da população é vacinada e a transmissão da doença é parada 
em toda a população. Essa porcentagem pode variar dependendo da patogenicidade e infectividade de 
um determinado agente etiológico.
 Saiba mais
Com o propósito de conhecer com mais detalhes acerca da imunidade 
de rebanho, acesse:
INSTITUTO BUTANTAN. Imunidade de rebanho. São Paulo: [s.d.]. 
Disponível em: https://coronavirus.butantan.gov.br/temp/Imunidade-de-
rebanho. Acesso em: 9 dez. 2020.
Portanto, desde que a cobertura vacinal permaneça alta, a incidência das doenças que elas previnem 
será baixa. Infelizmente, um número cada vez maior de pais fica hesitante sobre vacinas e o número 
de pessoas não vacinadas tem aumentado nos últimos anos, a exemplo do crescimento de casos de 
sarampo em diferentes países.
Agora que já sabemos a importância das vacinas, vamos falar mais especificamente sobre as 
suas bases biológicas. O seu mecanismo de funcionamento está diretamente atrelado à biologia do 
sistema imune.
O sistema imune é um sistema complexo que precisa ser muito bem regulado. É composto de 
diferentes moléculas, macromoléculas, células e órgãos.
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Ele permite aos organismos se protegerem contra diferentes ameaças, como patógenos infecciosos, 
bem como contra outras situações prejudiciais que podem causar doenças.
Os diferentes órgãos do sistema imune são categorizados como órgãos linfoides primários (como 
o timo e a medula óssea) e secundários (como o baço, os linfonodos, as placas de Peyer e os tecidos 
linfoides associados às mucosas).
Na medula óssea, as células do sistema imune são geradas e diferenciadas em subpopulações a partir 
de uma população comum de células-tronco hematopoiéticas. Este processo é independente do contato 
com o antígeno.
Figura 110 – Hematopoese. O processo de hematopoese envolve a diferenciação de células-tronco 
hematopoiéticas em células do sangue e do sistema imune
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Nos órgãos linfoides secundários, a diferenciação é dependente de antígeno. Além disso, nesses 
órgãos algumas subpopulações vão se diferenciar em células antígeno-específicas que irão combater 
os patógenos.
As células do sistema imune são chamadas de células brancas ou leucócitos. Existem muitos diferentes 
tipos de leucócitos. Nas primeiras etapas da diferenciação, progenitores mieloides e progenitores 
linfoides são gerados. Macrófagos, neutrófilos, eosinófilos e basófilos são gerados a partir dos precursores 
mieloides. Células natural killer (NK), linfócitos T e linfócitos B originam-se