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Soro contra Covid-19 recapitula mais de cem anos de excelência do Instituto Butantan

Publicado em 25 abril 2021

A ciência brasileira revolucionou a medicina aperfeiçoando os primeiros soros antiofídicos do mundo. Técnica similar pode ajudar contra a pandemia de Covid-19

Em 1895, o médico francês Albert Calmette estudava a recém-criada área da toxicologia no Instituto Pasteur da atual cidade de Ho Chi Minh – na época, Saigon, parte da Indochina Francesa. Lá, Calmette estudou os venenos de plantas e animais alóctones aos europeus, incluindo a peçonha da Naja tripudians, que o médico levou de volta à França. Em 1896, no Instituto Pasteur de Lille, Calmette revolucionou a medicina criando o primeiro soro antiofídico do mundo, e o mesmo princípio pode ajudar a humanidade uma segunda vez, na batalha contra a Covid-19.

Calmette conhecia os trabalhos dos franceses Césaire Philalix e Gabriel Bertrand feitos em 1894, que indicavam ser possível neutralizar toxinas utilizando antitoxinas extraídas do sangue de animais imunizados contra o veneno de Vipera aspis. Unindo esse conhecimento à descoberta da antitoxina diftérica por Emil von Behring (que ganharia o Prêmio Nobel de Medicina em 1901), Albert Calmette criou sua técnica para estimular em cavalos a produção de anticorpos contra as toxinas do veneno da naja, e então extrair o plasma sanguíneo dos animais, concentrá-lo e purificá-lo no “soro de Calmette”.

A ciência brasileira desempenhou um papel fundamental no aperfeiçoamento do soro antiofídico. O trabalho de Calmette foi continuado pelo médico brasileiro Vital Brazil Mineiro da Campanha, o primeiro diretor do Instituto Butantan (na época, Instituto Serumtherápico). Vital Brazil demonstrou em 1989 que a ação dos soros antiofídicos é específica, ou seja, cada soro imuniza apenas contra o veneno de um gênero de cobra. O antissoro contra o veneno da cascavel (gênero Crotalus), por exemplo, não serve para quem for picado pela jararaca (gênero Bothrops) e vice-versa.

Em 1901, Vital Brazil, como diretor do recém-fundado Instituto Butantan em São Paulo, desenvolveu os primeiros antivenenos monovalentes e polivalentes para os gêneros Crotalus e Bothrops, iniciando a produção e ampla distribuição de soros antiofídicos no Brasil. Outros soros foram produzidos pelo instituto, como aqueles contra as picadas de aranhas venenosas, escorpiões e lacraias. Também foram estudadas e produzidas vacinas contra tifo, varíola, tétano, psitacose, disenteria bacilar e BCG.

Para que se tenha noção do pioneirismo brasileiro, os soros antiofídicos foram produzidos nos Estados Unidos apenas a partir de 1927, pela iniciativa de dois cientistas: o médico brasileiro Afranio do Amaral (que viria a suceder Vital Brazil na direção do Instituto Butantan em 1921) e o próprio Albert Calmette. Os dois médicos trabalharam em parceria no Antivenin Institute of America. Segundo o Museu Nacional de História Americana, Smithsonian, o Dr. Afranio Amaral supervisionou a coleta e purificação do veneno das cobras do Instituto. O veneno foi então enviado para os Laboratórios Mulford, onde foi injetado nos cavalos da empresa para produzir o antiveneno.

Contra a pandemia

O princípio de inocular o animal doador com doses não letais de patógenos a fim de se produzir uma resposta de anticorpos neutralizantes não funciona apenas contra as peçonhas. A ideia de coletar o plasma (componente do sangue que, entre outros, carrega anticorpos) de animais, purificá-los para a obtenção de um soro tem se mostrado eficiente também no combate de vírus.

Atualmente, o Instituto Butantan está desenvolvendo um soro hiperimune para tratar pacientes com Covid-19. Os pesquisadores do instituto relataram que, após 70 dias, o plasma de cavalos inoculados com o novo coronavírus (Sars-CoV-2) exibe anticorpos neutralizantes 20 a 100 vezes mais abundantes contra o novo coronavírus do que o plasma de pacientes humanos convalescentes com Covid-19.

O tratamento com soro em ratos infectados pelo SARS-CoV-2 mostra que há a diminuição da carga viral, apresentando melhora na estrutura pulmonar dos animais em estudo. De acordo com reportagem da CNN Brasil, aproximadamente 3 mil frascos estão serão utilizados nessa fase do estudo. A princípio, o soro será aplicado em um número restrito de pacientes para analisar o tipo de resposta, após alguns dias.

Atualmente o Instituto Vital Brazil está testando um soro hiperimune contra a proteína S e espera iniciar em breve os ensaios clínicos, enquanto os testes do Butantan utilizam o vírus inteiro inativado. Composto de anticorpos que reconhecem diferentes partes das proteínas virais, o soro foi desenvolvido em cinco meses e já foram produzidas 3 mil unidades para os testes com pacientes e outras 3 mil estão prontas para serem envasadas.

O pedido de autorização à Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) foi submetido pelo Instituto Butantan para dar início aos testes clínicos com o soro anti-SARS-CoV-2 desenvolvido pela instituição. A informação foi divulgada em coletiva de imprensa pelo governador de São Paulo, João Doria (PSDB) e pelo diretor do Instituto Butantan, Dimas Covas, em 5 de março no Palácio dos Bandeirantes. Espera-se que a autorização para o início dos testes seja dada nos próximos dias.

“O soro tem potencial para evitar o agravamento dos sintomas e curar os contaminados pela Covid”, afirmou João Doria. O soro foi interinamente desenvolvido pelo Butantan e atuará no tratamento da doença, ao contrário da vacina que busca prevenir a infecção.

“O soro já demonstrou em testes pré-clínicos que é seguro e efetivo em dois tipos de estudos animais. Isso se complementa à expertise do Butantan na produção de outros soros. O Butantan, nesse momento, é responsável pelo fornecimento de 100% dos soros do Brasil”, explicou Dimas.

Para obter o soro, o novo coronavírus foi isolado de um paciente brasileiro e em seguida cultivado, inativado, submetido a vários testes em camundongos e, por último, aplicado em cavalos. Os animais, após receberem o vírus inativado, produziram anticorpos. O plasma resultante foi coletado e processado nas instalações do Butantan, dando origem ao produto.

A princípio a pesquisa será realizada com pacientes transplantados do Hospital do Rim, pelo médico nefrologista José Medina, e com pacientes com comorbidades no Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo, com o médico infectologista Esper Kallas. “Os estudos animais feitos com o que a gente chama de ‘teste de desafio’ mostraram que esse soro é extremamente efetivo”, disse Dimas. “Esperamos que a mesma efetividade seja demonstrada agora nesses estudos clínicos que poderão ser autorizados para ter início na próxima semana”, completou.

De acordo com André Julião, da Agência Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), o soro é obtido a partir da inoculação, em cavalos, do vírus inteiro, inativado por radiação graças a uma parceria com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen). Ao receber o vírus, os animais produzem anticorpos para combatê-lo. O plasma sanguíneo, repleto dessas proteínas, é então extraído, processado, purificado e passa por um controle de qualidade. Apenas os anticorpos estão presentes nas ampolas, e estes reconhecem proteínas presentes no vírus e, assim, podem impedir que ele se replique no organismo.

“Antes de injetar o vírus em animais, nós constatamos que, mesmo inativado, a sua composição proteica estava mantida, ou seja, todas as proteínas conhecidas como importantes para gerar resposta imune estavam preservadas. Assim, obteve-se um produto policlonal, em que há uma gama de anticorpos contra diferentes epítopos das proteínas virais. Espera-se que essa estratégia seja eficiente em reconhecer o vírus de forma mais abrangente do que, por exemplo, anticorpos dirigidos para apenas uma porção restrita de uma proteína. Isso pode ser uma vantagem no combate às novas variantes do vírus”, explica Ana Marisa Chudzinski-Tavassi, diretora de inovação do Instituto Butantan e responsável pelo desenvolvimento do soro.

A geração e a inativação dos isolados virais ocorreram no âmbito do projeto “Infecção por Coronavírus (SARS-Cov2) em modelos celulares humanos: busca por estratégias terapêuticas”, financiado pela Fapesp. A cientista coordena o Centro de Excelência para Descoberta de Alvos Moleculares (CENTD), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela Fapesp e pela farmacêutica GlaxoSmithKline no Instituto Butantan.

Outros soros desenvolvidos contra o novo coronavírus utilizam como antígeno apenas a proteína S (spike), da espícula do vírus. Um desses produtos foi aprovado para uso em pacientes na Argentina em janeiro. Nos testes clínicos, este soro teria reduzido a mortalidade, o número de dias em cuidados intensivos e a necessidade de respiradores pelos pacientes.

A grande vantagem no uso do vírus inteiro é a possibilidade de os anticorpos serem eficazes também em novas variantes do SARS-CoV-2. Atualmente os pesquisadores realizam testes para avaliar a capacidade do soro de neutralizar as cepas mutadas em circulação, entre elas a P.1.que é considerada mais transmissível que as anteriores.

Foram realizados no Instituto Butantan e no Laboratório NB3+ do Departamento de Microbiologia do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) os últimos testes exigidos pela Anvisa, em colaboração com Ana Marcia de Sá Guimarães e Edison Luiz Durigon, professores do ICB-USP. Nos experimentos, hamsters foram infectados com o vírus e tratados com apenas uma dose do soro dois dias depois, quando já apresentavam sintomas da doença. Os resultados apontam a diminuição da carga viral nos pulmões, modulação da resposta inflamatória e preservação das estruturas pulmonares nos animais tratados, quando comparados aos que não receberam o tratamento. A melhora foi estatisticamente significativa no grupo que recebeu o soro.

“O soro anti-SARS-CoV-2 é uma estratégia diferente, por exemplo, do plasma de pacientes convalescentes, que depende da disponibilidade de pessoas que se recuperaram da COVID-19 para doarem o plasma. Além da oferta incerta desse recurso, no plasma de pacientes não se controla a quantidade de anticorpos presentes. No soro, podemos garantir uma proporção de proteína neutralizante em função de uma quantidade de vírus”, diz Chudzinski-Tavassi.

Entretanto, a eficácia do uso de plasma de pacientes tem sido questionada. Um ensaio clínico com objetivo de avaliar a segurança e a eficácia desse tratamento em infectados com sintomas leves a moderados de COVID-19 foi suspenso nos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) dos Estados Unidos. Um conselho independente questionou os benefícios do uso do soro nesse grupo de pacientes, embora a intervenção com plasma convalescente não causasse danos.

As pesquisas do Butantan com o soro tiveram como base os resultados de experimentos in vitro (em células em cultura) e in vivo (em animais), assim os pesquisadores podem sugerir o uso da soroterapia para pacientes infectados em diferentes graus de intensidade da doença e a maior efetividade possivelmente ocorrerá enquanto o vírus estiver presente no organismo e o soro pode ser importante especialmente para pacientes que estão com o sistema imune suprimido. Nesses casos, o efeito do soro (chamado de imunidade passiva) pode ser a única solução.

“Uma das perguntas que fazem é: se estamos vacinando a população, para que desenvolver um soro? Da mesma forma que vacinamos contra difteria e tétano, por exemplo, nós temos os soros para essas doenças. Sempre haverá alguém que, por alguma razão, não tem anticorpos contra o vírus: aquelas que não se vacinaram ou que realizam tratamentos que suprimem a capacidade do sistema imune de produzir anticorpos são alguns exemplos. Essas pessoas são as que mais se beneficiam do soro”, conta Ricardo Palacios, diretor médico de pesquisa clínica do Instituto Butantan.

Palacios explica que o soro pode ser usado como forma de prevenção em pessoas expostas ao vírus que possuem comorbidades e podem desenvolver um quadro grave. “Um idoso que vive numa casa em que os outros moradores estão com a doença, por exemplo. Ao tomar o soro, quando o vírus infectá-lo, ele terá anticorpos que podem neutralizá-lo”, diz. O pesquisador afirma, porém, que estes tipos de soros só devem ser administrados em ambiente hospitalar.

“Anticorpos monoclonais são bastante específicos para uma parte do antígeno contra a qual foram desenvolvidos. Em uma situação de pandemia, uma desvantagem é que têm um tempo de desenvolvimento maior e um custo muito mais elevado do que anticorpos policlonais, como os presentes no soro”, diz Chudzinski-Tavassi. A especificidade pode se tornar uma desvantagem em um cenário em que surgem mutações do SARS-CoV-2. O novo soro do Butantan, por sua vez, age sobre diferentes proteínas e por isso tem potencial para reconhecer mesmo as novas variantes do vírus.

O soro de anticorpos policlonais pode ter vantagens em relação a outra terapia baseada no mesmo princípio, a de anticorpos monoclonais. Seu uso ficou conhecido por ter sido administrado em 2020, no então presidente dos Estados Unidos Donald Trump. O medicamento foi aprovado para uso emergencial pela Food and Drug Administration (FDA, a agência norte-americana correspondente à Anvisa) e é composto de cópias sintéticas de anticorpos encontrados no sangue de pessoas que se recuperaram da COVID-19, capazes de neutralizar a proteína do vírus. Outro grupo do Butantan trabalha no desenvolvimento de uma terapia baseada nesse tipo de anticorpo.

De acordo com Chudzinski-Tavassi, o novo soro trouxe uma série de aprendizados, mesmo com a tradição do instituto na produção de soros e em toda sua infraestrutura. Além da patente do antígeno de vírus inativado por radiação e seus usos, foram estabelecidas novas metodologias. A experiência mostrou ainda que é possível desenvolver na instituição um produto do começo ao fim em tempo recorde, contando com uma equipe de mais de 70 pessoas.

“Fica claro que, quando há uma infraestrutura pronta, investimento contínuo e uma equipe especializada, é possível dar uma resposta rápida, mesmo numa emergência como essa pandemia”, conclui.

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