Produção de Vacinas

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VACINAS
A primeira vacina foi desenvolvida pelo médico inglês Edward Jenner. Ele observou que as ordenhadeiras (moças que ordenhavam as vacas leiteiras) se contaminavam com uma doença do gado chamada “cowpox”, desenvolviam lesões localizadas e se tornavam imunes à varíola. Ele então inoculou o pus retirado da lesão de uma ordenhadeira que havia contraído cowpox num menino de 8 anos e depois que as lesões do menino haviam curado inoculou nele o pus extraído de um paciente de varíola. O menino nada sofreu.
As vacinas se baseiam no princípio de que quando o agente causador de uma doença infecciosa (inativado ou atenuado) é introduzido no organismo, ele estimula a produção de anticorpos e as células da memória imunológica. Então, caso o agente infeccioso causador da doença infecte o organismo, ele já está preparado e responde de maneira rápida, evitando o aparecimento dos sintomas da doença.
Fig. 1: Como as vacinas imunizam
Graças à vacinação 8 doenças que apresentavam elevado número de casos, causando às vezes grandes epidemias foram controladas (difteria, sarampo, tétano, febre amarela, coqueluche, poliomielite, caxumba e rubéola) e uma completamente erradicada (varíola).
Embora a produção de muitas vacinas seja feita em grande escala (as vacinas contra a influenza por exemplo), muitas vacinas ainda são produzidas em escala de laboratório porque:
a. A produtividade e a eficiência do processo produtivo não são muito importantes. Elas são produzidas por órgãos de governo ou instituições nacionais cujos quadros são compostos quase exclusivamente por profissionais da área biológica e/ou química.
b. A produção em escala de laboratório ou de planta piloto é suficiente para atender à demanda.
c. Algumas vacinas demandam técnicas de manuseio complexas (por exemplo, inoculação em ovos ou em pele de bezerros) que são difíceis de serem realizadas em grande escala.
A eficácia de uma vacina depende de vários fatores:
a. Da doença em si (do microrganismo causador)
b. Da cepa usada na preparação da vacina
c. Da etnia, idade e predisposição do vacinado
d. Das condições do vacinado (idiossincrasia, imunodepressão)
PRINCIPAIS TIPOS DE VACINAS
 As vacinas para emprego humano se dividem em dois grupos: antibacterianas e antivirais. Algumas vacinas antiparasitárias (contra esquistossomose, doença de Chagas e leishimaniose) encontram-se em fase de teste, mas ainda não disponíveis para uso humano.
Quanto ao fator imunizante as vacinas podem ser:
a. Inativadas: quando são produzidas com microrganismos virulentos, destruídos (inativados) por agentes físicos ou químicos (gripe, cólera, peste bubônica). As vacinas inativadas são relativamente mais simples de serem produzidas uma vez que basta inativar completamente as partículas virais ou as células bacterianas.
b. Atenuadas: Produzidos com microrganismos cuja virulência foi atenuada pelo emprego de condições de cultivo desfavoráveis, ou microrganismos estritamente relacionados, mas muito menos patogênicos (Sabin, varíola, febre amarela, sarampo, catapora e tuberculose BCG). As vacinas atenuadas são mais complexas, porque o grau de atenuação é um ponto crítico e envolve:
· Cultivar o microrganismo em condições incomuns, para perder a adaptação ao seu hospedeiro (ex. carência nutricional)
· Manipulação genética.
· Cultivo em células ou espécies às quais não estejam adaptados.
· Cultura prolongada.
c. Toxóides: Produzidas com toxinas microbianas inativadas de maneira que não causam os sintomas causados pelas toxinas, mas produzem imunidade contra a toxina.
d. Conjugadas: Algumas bactérias como o Haemophilus influenzae possuem polissacarídeos na parede celular, que são pouco imunogênicos. Ligando esses polissacarídeos a proteínas o sistema imune passa a reconhecer esses polissacarídeos como antígenos.
e. Transgênicas: São vacinas produzidas empregando-se organismos geneticamente modificados, afim de exprimir um ou mais componentes imunogênicos do microrganismo patogênico. A vacina contra a hepatite B é produzida inserindo o DNA codificante do antígeno de superfície do vírus em levedura. A levedura produz o antígeno que é empregado como imunizante.
Principais vacinas empregadas
1. Vacinas antibacterianas.
As vacinas antibacterianas podem ser particuladas, isto é produzidas empregando-se bactérias atenuadas ou inativadas, ou não particuladas, produzidas com toxinas bacterianas modificadas de modo que as toxinas mantem o seu poder imunogênico mas sem toxicidade. As toxinas bacterianas modificadas (inativadas) são chamadas toxóides. As bactérias empregadas na produção de vacinas são cultivadas em meios específicos.
As principais vacinas antibacterianas particuladas são:
Proteção contra Microrganismo empregado Composição 
Coqueluche Bordetella pertussis Microrganismo inativado
Cólera Vibrio cholerae Microrganismo inativado
 Microrganismo atenuado
Febre tifoide Salmonella typhi Microrganismo inativado
Tuberculose Mycobacterim bovis Microrganismo atenuado
Câncer de bexiga (estimulação imunológica)
Pneumonia Diplococcus pneumoniae Polissacarídeo capsular 
Meningite meningocócica C Neisseria meningiditis Polissacarídeo capsular 
Meningite meningocócica B Neisseria meningiditis Polissacarídeo capsular 
Peste Yersinia pestis Microrganismo inativado 
As principais vacinas antibacterianas não particuladas (toxóides) são:
Proteção contra Microrganismo empregado Composição 
Difteria Corynebacterium diphteriae Exotoxina inativada 
Tétano Clostridium tetani Exotoxina inativada 
Furunculose Staplylococcus aureus Exotoxina inativada 
2. Vacinas antivirais
Como os vírus somente se multiplicam em células vivas, a produção de vacinas antivirais implica na utilização de suportes celulares para a multiplicação viral. Esses suportes celulares podem ser constituídos por cultivo in vitro de células animais ou ovos embrionados.
As culturas celulares podem ser feitas em:
a. Cultivos estáticos, que podem ser feitos em monocamadas ou policamadas, sem agitação.
b. Cultivos submersos em biorreatores , com agitação, geralmente com as células se desenvolvendo sobre micro esferas.
O cultivo submerso é mais complexo porque exige controle rigoroso de:
 formulação do meio, 
 remoção de metabólitos
 transferência de oxigênio
 sistemas de agitação
 condições físicas
 acompanhamento do processo
Por outro lado apresenta muitas vantagens:
 Maior homogeneidade.
 Menor risco de contaminação (menos manipulação).
 Menor uso de mão de obra.
 Maior controle de parâmetros, o que resulta em vacinas mais uniformes.
 Maior produção, permite grandes produções.
Fig. 2: Áreas de lise (taches)causadas pelo crescimento de vírus em culturas celulares
As principais vacinas antivirais empregadas em medicina humana são:
 Proteção contra Tipo de vacina
 Poliomielite Vírus atenuado (vacina Sabin)
 Vírus inativado (vacina Salk)
 Varíola Vírus atenuado
 Raiva (hidrofobia) Vírus inativado
 RubéolaVírus atenuado
 Influenza Vírus atenuado
 Vírus inativado
 Sarampo Vírus atenuado
 Caxumba Vírus atenuado
 Febre amarela Vírus atenuado
 Hepatite B Transgênica*
 Papiloma (HPV) Baculovírus**
* A vacina contra hepatite B é produzida empregando-se clone de Escherichia coli transgênico ou de levedura transgênica para a expressão de proteína do vírus.
** A vacina contra o vírus HPV é produzida utilizando-se um baculovirus (vírus que infecta plantas) modificado para transportar um fragmento do genoma de vírus HPV que exprime uma proteína solúvel imunogênica. Existem cerca de 120 sorotipos conhecido de HPV, mas somente cerca de 12 são oncogênicos; sendo os tipos 16 e 18 responsáveis por mais de 70% dos casos de câncer. Existem três tipos de vacinas anti HPV:
Vacina bivalente, contra os sorotipos 16 e 18
Vacina tetravalente, contras os sorotipos 66, 11, 16 e 18
Vacina contra 9 sorotipos (Gardasil 9), contra os sorotipos 16, 18, 31, 33, 45. 52 e 58,
além dos sorotipos 6 e 11, responsáveis pelo condiloma acuminado (verrugas genitais).
SOROS HIPERIMUNES
Soros hiperimunes, soros hiperimunes heterólogos ou antitoxinas, são formados por imunoglobulinas produzidas pelo sistema imunológico de um animal (geralmente cavalo) para serem utilizados em outra espécie (humana por exemplo), afim de neutralizar toxinas, que são os antígenos contra os quais o soro foi produzido. O cavalo é o escolhido porque é dócil e produz mais anticorpos que outros mamíferos.
Ao contrário das vacinas, que conferem imunidade ativa, os soros hiperimunes conferem imunidade passiva.
Os soros hiperimunes são produzidos injetando-se o antígeno na corrente sanguíneas de um animal, geralmente um cavalo. Primeiramente obtém-se o veneno ou toxina para o qual se deseja produzir o soro (antígeno). 
Posteriormente o antígeno é inoculado no animal, que produz anticorpos contra o antígeno. Após a produção dos anticorpos é realizada uma sangria, em torno de 3% do peso do animal (cerca de 15-16 litros). Separa-se o plasma onde ficam os anticorpos e o restante é reintroduzido no animal.
O plasma é purificado em reatores e diluído, tornando-se no soro.
Fig. 3: Esquema geral de produção de soros
Os principais soros empregados são:
Soro antitetânico (tétano)
Soro antidiftérico (difteria)
Soro antiofídico (serpentes) polivalente (vários tipos)
 antibotrópico (jararaca)
 anticrotálico (cascavel)
 antielapídico (coral)
Soro antiescorpiônico anti Tityus (escorpião)
Soro antiaracnídico (aranhas) polivalente, 
 anti Loxoceles (aranha marrom), 
 anti Phoneutria (aranha armadeira) 
Soro antilonômico (lagarta Lonomia)
Fig. 4 e 5: Lonomia obliqua