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Tratamentos e estratégias para a desenvolvimento de vacinas - como são feitas

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Ciências Biológicas

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Estudantes do primeiro ano do ensino médio

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Ensinar aos alunos como são desenvolvidas as vacinas, seu mecanismo de ação, as vacinas que foram autorizadas para auxiliar no combate a pandemia de COVID-19 e suas diferenças e a importância da vacinação para a saúde pública.

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1 aula

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Aula expositiva dialogada
Modalidade online

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Para iniciar a aula, primeiramente, faça uma contextualização a partir da pandemia provocada pelo coronavírus, causando a Covid-19, através de um debate. Para tanto, é necessário recordar os seguintes conceitos:
a) Surto: é o aumento repentino dos casos de uma doença específica em um lugar muito restrito. Exemplo: surto de catapora em determinada escola.
b) Epidemia: quando ocorre um aumento inesperado do número de casos de uma doença específica e esta não fica restrita a uma região. Exemplo: epidemia de dengue no estado de São Paulo.
c) Endemia: ocorre com certo número de casos de uma doença específica, controlados em determinada região. Exemplo: endemia de dengue na região sul do município de Sorocaba/Sp.
d) Pandemia: compreende um número de casos de uma doença específica além do esperado, afetando vários países e continentes. Exemplo: Covid-19.
Após esse debate inicial, dê continuidade a aula questionando os alunos sobre o que é preciso,
além do isolamento social, das medidas de higiene e da quarentena, para superarmos a Pandemia, trabalhando com os conhecimentos prévios deles. Espera -se que respondam que é necessário um tratamento e/ou uma vacina para combater o coronavírus.
Ao chegarem nessa resposta, questione-os se sabem como são produzidas as vacinas.

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Explique os principais meios para se desenvolver uma vacina e termine a explicação com uma animação no YouTube que sintetiza o que foi explicado:
https://youtu.be/VRBTcrKqW-w
Existem três principais métodos para se desenvolver uma vacina: Utilização do um vírus ou bactéria inteiros; apenas as estruturas que ativam o sistema imunológico; ou apenas o material genético que fornece as instruções para fazer proteínas específicas e não o vírus inteiro.
Ter várias vacinas diferentes em desenvolvimento aumentam as chances de que haja uma ou mais vacinas bem-sucedidas que se mostrem seguras e eficazes para as populações priorizadas pretendidas.

Vacina inativada
A primeira forma de fazer uma vacina é a partir de um vírus ou bactéria que carrega a doença, ou um muito semelhante a ele, e inativá-lo ou matá-lo usando produtos químicos, calor ou radiação. Essa abordagem usa tecnologia que comprovadamente funciona em pessoas – é assim que as vacinas contra gripe e poliomielite são feitas – e as vacinas podem ser fabricadas em uma escala razoável. No entanto, requer instalações laboratoriais especiais para cultivar o vírus ou bactéria com segurança, pode ter um tempo de produção relativamente longo e provavelmente exigirá duas ou três doses para serem administradas.

Vacina viva atenuada
Uma vacina viva atenuada usa uma versão viva, mas enfraquecida do vírus ou uma versão muito semelhante. A vacina contra sarampo, caxumba,  rubéola (MMR), varicela e herpes zoster são exemplos desse tipo. Esta abordagem usa tecnologia semelhante à vacina inativada e pode ser fabricada em grande escala. No entanto, vacinas como essa podem não ser adequadas para pessoas com sistema imunológico comprometido.

Vacina de vetor viral
Este tipo de vacina usa um vírus seguro para entregar subpartes específicas – chamadas proteínas – do organismo de interesse para que possa desencadear uma resposta imunológica sem causar doenças. Para fazer isso, as instruções para fazer partes específicas do patógeno de interesse são inseridas em um vírus seguro. O vírus seguro serve então como uma plataforma ou vetor para entregar a proteína ao corpo. A proteína desencadeia a resposta imunológica. A vacina do Ebola é uma vacina de vetor viral e este tipo pode ser desenvolvido rapidamente.

A abordagem de subunidade
Uma vacina de subunidade é aquela que usa apenas as partes específicas (as subunidades) de um vírus ou bactéria que o sistema imunológico precisa reconhecer. Ele não contém o micro-organismo inteiro nem usa um vírus seguro como vetor. As subunidades podem ser proteínas ou açúcares. A maioria das vacinas do calendário infantil são vacinas de subunidade, protegendo as pessoas de doenças como coqueluche, tétano, difteria e meningite meningocócica.

Abordagem genética
A vacina de ácido nucleico usa apenas um fragmento do material genético que fornece as instruções para proteínas específicas, ao contrário das abordagens de vacinas que usam um micro-organismo inteiro enfraquecido, morto ou partes de um. A princípio, o DNA e RNA são as informações que nossas células usam para produzir proteínas. Em nossas células, o DNA é primeiro transformado em RNA mensageiro (mRNA), que é então usado como o projeto para fazer proteínas específicas. Uma vacina de ácido nucléico fornece um conjunto específico de instruções às nossas células, como DNA ou mRNA, para que façam a proteína específica que queremos que nosso sistema imunológico reconheça e responda. A abordagem do ácido nucléico é uma nova forma de desenvolver vacinas. Antes da pandemia de COVID-19, nenhuma havia passado pelo processo de aprovação total para uso em humanos, embora algumas vacinas de DNA, inclusive para cânceres específicos, estivessem passando por testes em humanos. Por causa da pandemia, a pesquisa nessa área progrediu muito rápido e algumas vacinas de mRNA para COVID-19, como a Pfizer, estão recebendo autorização de uso de emergência, o que significa que agora podem ser administradas a pessoas que não as utilizem apenas em ensaios clínicos.

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Traga o assunto para a atualidade, no contexto da pandemia de COVID-19. Fale sobre as vacinas que foram autorizadas para auxiliar no combate a pandemia no Brasil e das diferenças entre elas.
Inicie falando da importância da vacinação.
Vacinar-se é um ato necessário para a proteção individual e coletiva. Por meio dele, algumas doenças já foram erradicadas, como a varíola e a poliomielite. E, apesar de nenhuma vacina ser 100% eficaz, hoje a imunização é essencial para prevenir óbitos, casos graves da Covid-19 e para conter a pandemia.
Quatro vacinas contra a doença já receberam autorização da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) para uso no Brasil: CoronaVac, vacina do Butantan produzida em parceria com a biofarmacêutica chinesa Sinovac, e os imunizantes das empresas AstraZeneca, Pfizer e Janssen.
Comparar a eficácia das vacinas e tentar eleger a melhor entre elas pode levar a conclusões enganosas. Isso porque os imunizantes foram desenvolvidos a partir de técnicas diferentes e testados em momentos, locais e em populações com nível de exposição ao vírus diferentes. Houve rigor científico em todos os testes e dados que comprovaram segurança e eficácia.
Ainda assim, a variedade de imunizantes disponíveis costuma causar dúvidas sobre aplicação, armazenamento, tecnologia empregada e intervalo entre as doses.

CoronaVac
A vacina do Butantan utiliza a tecnologia de vírus inativado (morto), uma técnica consolidada há anos e amplamente estudada. Ao ser injetado no organismo, esse vírus não é capaz de causar doença, mas induz uma resposta imunológica. Os ensaios clínicos da CoronaVac no Brasil foram realizados exclusivamente com profissionais da saúde, ou seja, pessoas com alta exposição ao vírus. A eficácia global pode chegar a 62,3% se o intervalo entre as duas doses for igual ou superior a 21 dias. Nos casos que requerem assistência médica a eficácia pode variar entre 83,7% e 100%.
AstraZeneca
Foi desenvolvida pela farmacêutica AstraZeneca em parceria com a universidade de Oxford. No Brasil, é produzida pela Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz). A tecnologia empregada é o uso do chamado vetor viral. O adenovírus, que infecta chimpanzés, é manipulado geneticamente para que seja inserido o gene da proteína “Spike” (proteína “S”) do Sars-CoV-2. A eficácia pode chegar a 76% após a primeira dose e 81% após a segunda.
Janssen
Do grupo Johnson & Johnson, a vacina do laboratório Janssen é aplicada em apenas uma dose. Assim como o imunizante da Astrazeneca, também se utiliza da tecnologia de vetor viral, baseado em um tipo específico de adenovírus que foi geneticamente modificado para não se replicar em humanos. A eficácia pode chegar a 66,9% para casos leves e moderados, e 76,7% contra casos graves, 14 dias após a aplicação.
Pfizer
O imunizante da farmacêutica Pfizer em parceria com o laboratório BioNTech se baseia na tecnologia de abordagem genética. O RNA mensageiro sintético dá as instruções ao organismo para a produção de proteínas encontradas na superfície do novo coronavírus, que estimulam a resposta do sistema imune. A eficácia pode chegar a 95% após a segunda dose.

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A avaliação deverá ser feita ao final do processo de ensino-aprendizagem.
Deverá ser aplicado um exercício no Kahoot de modo a elucidar o conteúdo internalizado pelos alunos.
Link para o professor:
https://create.kahoot.it/share/tratamentos-e-estrategias-para-a-desenvolvimento-de-vacinas-como-sao-feitas/c7827b3a-5bad-40d1-9e09-b4fc09cc9413
O professor deve entrar no Kahoot e fornecer para os alunos o pin que for gerado.

Os alunos devem entrar pelo navegador em: https://kahoot.it/
Ou pelo app nos celulares.

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Organização Mundial da Saúde:
https://www.who.int/news-room/feature-stories/detail/the-race-for-a-covid-19-vaccine-explained
Instituto Butantan:
https://butantan.gov.br/covid/butantan-tira-duvida/tira-duvida-noticias/quais-sao-as-diferencas-entre-as-vacinas-contra-covid-19-que-estao-sendo-aplicadas-no-brasil