Uma das características do vírus como o SARS-CoV-2 , responsável pela pandemia de Covid-19, é sua capacidade de sofrer mutações e gerar novas variantes, o que obriga a atualização constante das vacinas existentes para que continuem eficazes contra as novas cepas. Isso faz com que fiquemos, de certa forma, sempre um passo atrás.

No entanto, uma equipe liderada pela Universidade de Cambridge quer mudar essa lógica: em vez de reagir quando surge uma nova ameaça, pretende se antecipar por meio do uso de inteligência artificial (IA) para desenvolver antígenos capazes de reconhecer características comuns de uma família de coronavírus. Dessa forma, seria possível prevenir futuras pandemias antes mesmo que elas ocorressem.

O estudo gerou grande repercussão tanto na comunidade científica quanto na imprensa, onde diversos veículos passaram a destacar o avanço de uma vacina criada por IA. No entanto, o artigo, publicado no Journal of Infection , embora mencione o uso de um método computacional na etapa de desenvolvimento do antígeno, dá mais ênfase ao fato de que a vacina foi formulada como uma vacina de DNA — tecnologia que oferece diversas vantagens em relação aos modelos tradicionais — e que é demonstrada ser segura em humanos.

Embora a inteligência artificial não seja o foco principal da pesquisa, o uso dessas tecnologias na medicina vem acumulando cada vez mais resultados promissores. A seguir, entenda como foi realizado o estudo e por que ele é considerado importante.

Como funciona a "vacina universal"

Ela é chamada de "vacina universal" porque foi projetada para considerar características comuns do sarbecovírus, um subgênero de coronavírus que inclui o SARS-CoV , responsável pelo surto de 2002; o SARS-CoV-2 , causador da pandemia de Covid-19; e diversos coronavírus presentes em morcegos com potencial zoonótico, ou seja, capazes de serem transmitidos de animais para seres humanos.

A ideia é que, ao direcionar uma resposta imunológica para essas regiões comuns, e não para uma variante específica, a vacina possa oferecer uma proteção mais ampla contra toda essa família de vírus.

Segundo os pesquisadores, a nova vacina utiliza uma tecnologia capaz de selecionar as partes mais conservadas da proteína Spike — aquelas que sofrem menos alterações entre os diferentes sarbecovírus — para induzir uma resposta imunológica direcionada contra essas regiões.

É justamente nessa etapa que entra a inteligência artificial. Em vez de desenvolver o antígeno a partir de um único vírus conhecido, os pesquisadores utilizaram ferramentas computacionais para analisar milhares de sequências genéticas de coronavírus humanos e animais e identificar os padrões que permanecem praticamente inalterados entre eles. Com essas informações, realizamos um novo antígeno, posteriormente incorporado à vacina experimental.

— Hoje estamos sempre um passo atrás do vírus. O objetivo agora é nos anteciparmos — explicou ao El Comercio Ronald Vargas, diretor consultivo do Mestrado em Gestão de Serviços de Saúde do Centrum PUCP.

— O que eles fizeram foi usar inteligência artificial para analisar uma base de dados muito ampla, reunindo todas as informações genéticas e estruturais do coronavírus, com o objetivo de identificar e construir um antígeno comum aos diferentes coronavírus e às variantes que possam surgir.

Foi assim que os pesquisadores desenvolveram um novo antígeno. Embora parte da imprensa tenha popularizado o termo "superantígeno" , essa expressão não aparece no estudo científico nem faz parte da terminologia adotada pelos autores.

Para Vargas, a principal importância do uso dessa tecnologia é a capacidade de analisar grandes volumes de dados em pouco tempo.

— Isso exigiria muito trabalho e levaria muito tempo se fosse feito pelos métodos tradicionais, com os recursos normalmente utilizados, sem recorrer a um sistema de inteligência artificial.

O especialista explica que, em um cenário no qual o desenvolvimento de uma molécula para tratar uma doença pode levar até 15 anos e apresentar uma taxa de fracasso entre 90% e 97%, a inteligência artificial pode reduzir esses prazos e tornar todo o processo mais eficiente.

— O mesmo vale para o enfrentamento de futuras pandemias. Se você já possui conhecimento prévio, pesquisado e validado, parte de uma base completamente diferente quando um vírus que circula em animais consegue passar para os seres humanos por causa de mutações. Ainda que as configurações sejam necessárias, o desenvolvimento será muito mais rápido porque já existe um trabalho anterior sobre o que construir.

Imunidade modesta

Antes de chegar ao mercado, uma vacina precisa passar por diversas fases bem fundamentadas, desde os estudos preliminares em culturas celulares e animais até a fase 4, quando receber aprovação e passar a ser monitorada em longo prazo.

O estudo conduzido por Cambridge está na chamada fase 1, etapa em que a vacina é aplicada em um grupo limitado de pessoas para avaliar sua segurança inicial. Nesse caso, participaram 39 voluntários entre 18 e 50 anos.

Após os testes, os pesquisadores concluíram que "embora os resultados de segurança tenham sido encorajadores, a imunogenicidade da [vacina] pEVAC-PS foi modesta e variável". Isso significa que a vacina declarada é segura nessa primeira etapa, mas a resposta do sistema imunológico foi limitada e variada entre os participantes.

Um segundo estudo, que deverá envolver cerca de 200 pessoas, permitirá compreender melhor até que ponto a vacina consegue treinar o sistema imunológico. Isso, entretanto, não significa que sua eficácia já tenha sido comprovada. Justamente por isso, as próximas fases terão como objetivo determinar se essa resposta imunológica é suficiente para proteger contra a infecção.

Para Fanny Casado, professora do Departamento de Engenharia da PUCP e pesquisadora do Instituto de Ciências Ômicas e Biotecnologia Aplicada (ICOBA), o estudo deixa claro que:

— Como resultado, o efeito foi modesto; como processo, o desenvolvimento é realmente muito inovador.

A pesquisadora considera que a principal contribuição do trabalho não está nos resultados obtidos até agora, mas não há fato de ter demonstrado que um aprimoramento desenvolvido com ferramentas computacionais conseguiu superar todas as etapas regulatórias e pré-clínicas até serem testadas, pela primeira vez, em seres humanos.

— O fato realmente inovador não é apenas inteligência artificial, mas o fato desse projeto foi autorizado a avançar até um ensaio clínico em pessoas.

Até agora, a inteligência artificial pode auxiliar no desenvolvimento de vacinas. A novidade desse estudo é que um desses projetos conseguiu superar os testes pré-clínicos e se tornar, pela primeira vez, uma vacina experimental avaliada em seres humanos.

Vargas também concorda com essa avaliação e afirma que um dos principais desafios enfrentados pelos órgãos reguladores, como a FDA , a Agência Europeia de Medicamentos (EMA) e a agência reguladora do Reino Unido, é definir como essas ferramentas de inteligência artificial devem ser avaliadas.

— O primeiro passo é estabelecer o que elas são do ponto de vista regulatório. Para esses órgãos, eles são tratados como dispositivos médicos (medical devices ) . Primeiro é preciso demonstrar que uma ferramenta de inteligência artificial é válida e realmente faz aquilo que afirma fazer. Nesse sentido, o especialista considera que uma das principais lições deixadas pela pandemia foi a necessidade dos países fortalecerem sua capacidade regulatória para incorporar esse tipo de inovação.

— precisamos estar preparados para o ponto de vista regulatório. Durante a pandemia, não estávamos.

Vacina de DNA

Mas o toxicologista Casado destaca não apenas o uso inovador da inteligência artificial no estudo, como também a adoção de uma vacina de DNA, que contém instruções genéticas para que as células produzam o antígeno responsável por desencadear uma resposta imunológica.

— O interessante da inteligência artificial é que ela permitiu fazer algo que antes não era possível. Tradicionalmente, uma vacina deverá ser desenvolvida a partir de algo que já existe e foi demonstrada experimentalmente — afirmou ao jornal El Comercio .

A principal vantagem das vacinas de DNA é a sua estabilidade. Ao contrário de outras plataformas, elas não bloqueiam cadeias de ultrarrefrigeração para armazenamento e transporte, o que facilita sua distribuição em regiões remotas ou em países com menos recursos.

Além disso, neste estudo, o DNA foi administrado por via intradérmica utilizando um dispositivo de injeção sem agulhas, tecnologia que simplifica a aplicação da vacina e pode facilitar campanhas de imunização em larga escala, especialmente em locais com infraestrutura de saúde limitada.