Reportagem
edição 48 - Maio 2006
Combate ao RotaVírus
Depois de 30 anos de pesquisa, começam a surgir vacinas para barrar o maior causador de diarréia infantil aguda em todo o mundo, potencialmente letal em países em desenvolvimento
por Roger I. Glass
Geoff Ward
Bebê doente pela diarréia aguda causada pelo rotavírus recebe tratamento de reidratação. Nos países pobres, muitas crianças têm acesso limitado a tratamento médico e sucumbem ao vírus
Quando se pensa num vírus muito devastador, os exemplos mais imediatamente lembrados são de pacientes sofrendo com o ebola, o hantavírus ou ainda a Sars. Porém, esses vilões causaram muito menos mortes que o rotavírus, que infecta praticamente todas as crianças nos primeiros anos de vida. Ele provoca vômito seguido de uma diarréia às vezes tão aguda que, se não houver tratamento, pode levar à desidratação, seguida de choque e morte. No mundo, o rotavírus mata aproximadamente 610 mil crianças por ano - cerca de 5% de todas as mortes entre menores de 5 anos.

Agora, a ciência está próxima de desarmar esse assassino. Em janeiro - três décadas depois de o patógeno ser identificado - pesquisadores anunciaram que duas vacinas contra o rotavírus se mostraram eficazes em amplos testes clínicos. O processo de desenvolvimento das vacinas foi mais difícil e complicado do que se imaginou inicialmente. Mas, tanto a Organização Mundial da Saúde (OMS) quanto a Aliança Global por Vacinas e Imunização hoje consideram a vacinação contra o rotavírus altamente prioritária, e os esforços para imunizar crianças já tiveram início, inclusive no Brasil, onde se espera redução de pelo menos 34% no número de mortes de crianças com menos de 5 anos provocadas por diarréia. O Ministério da Saúde estima que hoje cerca de 2.500 crianças nessa faixa etária morrem desse mal.

O rotavírus foi identificado pela primeira vez em 1973 por Ruth Bishop, bióloga que estudava doenças gastrointestinais no Hospital Real de Crianças, em Melbourne, Austrália. Naquela época, a diarréia infantil causava perplexidade. Apesar de a doença ser comum e freqüentemente aguda, seu agente causador raramente era identificado. O grupo de Bishop analisou biópsias de tecido do duodeno ou intestino delgado de crianças com diarréia aguda em microscópio eletrônico e encontrou uma infestação de vírus com formato circular nas células epiteliais da parede do intestino.

Meu envolvimento com o rotavírus começou em 1979, quando me mudei para Bangladesh para trabalhar no Centro Internacional de Pesquisa de Doenças Diarréicas. O hospital central em Dacca admitia tantos pacientes com "gripe intestinal" que alguns tinham de permanecer nos corredores ou em tendas do lado de fora. Acreditando que a causa da diarréia fosse bacteriana, ficamos surpresos ao descobrir que muitas das crianças não estavam com cólera, salmonela, shigella ou Escherichia coli, mas com rotavírus, sobre o qual sabíamos pouco. Com a ajuda de um teste simples, determinamos que o vírus era responsável por 25% a 40% de todas as internações de crianças com menos de 5 anos admitidas com diarréia.
Estudos mundiais mostraram resultados semelhantes. E revelaram que o rotavírus não só era muito comum, como a principal causa de morte nos países mais pobres. Em 1985, esses dados levaram o Instituto de Medicina a colocar a infecção por rotavírus no topo da lista de doenças dos países em desenvolvimento para as quais havia necessidade urgente de desenvolver uma vacina.

Ao mesmo tempo, pouco se sabia sobre a incidência e a distribuição do rotavírus nos Estados Unidos. Em 1986, após meu retorno ao Centro de Controle de Doenças, as infecções pelo vírus eram raramente diagnosticadas e nem sequer estavam listadas na Classificação Internacional de Doenças. Por termos visto o impacto da doença na Ásia, eu e meu grupo decidimos descobrir a extensão do dano nos Estados Unidos.

Mas como descobrir isso se a doença é raramente diagnosticada, não está listada como causa de hospitalização nos registros de alta dos pacientes e não é reconhecida pela maioria dos pediatras que a tratam? Minha colega Mei-Shang Ho analisou dados de hospitalização de crianças e descobriu que a diarréia era responsável por 12% das internações de crianças com menos de 5 anos (sendo a maioria dos casos registrada com etiologia desconhecida). Estudos posteriores revelaram que grande parte dos casos sem diagnóstico era atribuível ao rotavírus.

Logo surgiram três importantes fatos sobre o rotavírus nos EUA: as infecções seguem um padrão sazonal, com pico entre dezembro e março; a grande maioria das crianças hospitalizadas tem menos de 5 anos; e independentemente da estação do ano, o rotavírus causa os casos mais severos de diarréia em crianças pequenas.

Epidemiologistas hoje sabem que o rotavírus é de longe a maior causa de diarréia infantil no mundo, a maioria das crianças entre 3 meses e 5 anos. Ao contrário das bactérias, que se espalham através de comida e água contaminadas, atingindo predominantemente regiões pobres, o rotavírus não respeita fronteiras. A onipresença do patógeno - um americano tem o mesmo risco de infecção que um bangladeshiano - sugere que o vírus é altamente contagioso e se espalha com a mesma facilidade de um vírus de resfriado. Assim, medidas de saneamento e água limpa não ajudam a evitar sua transmissão.
Estudos moleculares e clínicos testemunham sua virulência. Apenas dez partículas virais são suficientes para fazer uma criança adoecer - basta que uma gotícula com o vírus aterrisse no dedo ou num brinquedo do bebê. Levado à boca, o vírus se dirige às células epiteliais que recobrem o intestino delgado, onde se replica a uma velocidade impressionante: em 24 horas, dez vírus se transformam em milhões, inundando e matando as células vizinhas com suas proteínas e toxinas. O epitélio rapidamente se abarrota e uma torrente de fluidos e eletrólitos é eliminada do corpo em espasmos de diarréia. Sem tratamento de reidratação, uma criança pode perder até 10% de seu peso e entrar em choque em apenas um ou dois dias.

Felizmente, as crianças que sobrevivem não apresentam seqüelas, e poucas voltam a ter diarréia causada pelo rotavírus. Seu sistema imunológico fica preparado para reconhecer e impedir a replicação do rotavírus quando ele invade o corpo novamente. Porém, como muitas crianças ficam seriamente doentes na primeira infecção, cientistas consideram que uma vacina que pudesse imitar essa imunidade natural seria a melhor esperança para salvar vidas.

Busca por Vacina
As vacinas são poderosas armas no arsenal contra doenças infecciosas e estão entre as mais eficazes medidas de saúde pública. Feitas com microorganismos vivos ou mortos, ou de suas proteínas-chave, elas levam o sistema imunológico a acreditar que está sendo atacado. O corpo então produz anticorpos contra a vacina (que não oferece nenhum risco), como se o ataque tivesse sido feito pelo próprio vírus. E assim como na imunidade natural, caso o agente causador da doença invada o corpo, o sistema imunológico já está preparado para liberar anticorpos.

Há 20 anos, várias companhias farmacêuticas se interessaram em desenvolver uma vacina contra o rotavírus. Com um mercado grande e global na mira, os altos custos de desenvolvimento pareciam razoáveis. Além disso, a distribuição seria fácil: a vacina poderia ser incluída no Programa Universal de Imunização Infantil, que, sob os auspícios da Organização Mundial da Saúde e da Unicef, já distribui as vacinas infantis de rotina a 80% das crianças do mundo.

Apesar de diferentes abordagens para a vacina terem sido consideradas - como usar cepas humanas ou de animais, vírus vivos ou mortos, inteiros ou suas subunidades protéicas -, os pesquisadores seguiram o caminho de Albert Sabin. O criador da vacina oral contra a poliomielite acreditava que o uso de vírus vivos, mas enfraquecidos demais para provocar a doença, resultava em uma proteção mais parecida com a natural. No caso do rotavírus, as vacinas orais gerariam ainda uma rápida resposta imunológica no trato gastrointestinal.
Em 1983, a primeira vacina estava pronta para entrar na fase de testes. Francis Andre, da Smith Kline-RIT (hoje GlaxoSmith-KlineBiologicals), em Rixensart, Bélgica, e Timo Vesikari, pediatra da Universidade de Tampere, Finlândia, prepararam e testaram uma vacina derivada de uma cepa encontrada em vacas. Eles escolheram o rotavírus bovino porque ele crescia bem em cultura e aparentemente era atenuado em humanos.

O primeiro teste, conduzido na Finlândia, foi um sucesso: a vacina reduziu em 88% as chances de uma criança ter uma infecção grave, demonstrando que a imunidade podia ser induzida com uma vacina oral viva. Além disso, ela não apresentou efeitos colaterais sérios. Encorajada com o resultado, a Smith Kline-RIT iniciou testes em outros países, e no fim da década de 80 parecia que logo não haveria mais mortes por rotavírus. Mas resultados de testes na África e no Peru apresentaram inconsistências e acabaram decepcionando. Incerta sobre as razões desses problemas (infecções, desnutrição e parasitas são conhecidos por afetar a resposta do sistema imune de uma criança a vacinas), a companhia suspendeu o programa.

De Volta à Prancheta
Pesquisadores dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) e do Instituto Wistar, na Filadélfia, tentaram explicar o fracasso da vacina da RIT.

Possivelmente, a cepa bovina era fraca demais para se reproduzir e estimular uma resposta imunológica apropriada sob aquelas condições desafiadoras. Na busca por novas formulações, Albert Kapikian, do NIH, identificou uma cepa do vírus comum no macaco-reso, e Fred Clark e Stanley Plotkin, da Wistar, identificaram outra cepa bovina que podia se replicar mais vigorosamente. As linhagens foram preparadas para testes clínicos, mas esses também tiveram resultados contraditórios.

Enquanto isso, outros pesquisadores pesquisavam a estrutura molecular do rotavírus. Apesar de parecer uma roda quando visto de perfil, ele é na verdade uma esfera com três camadas com 11 segmentos de RNA de dupla fita, cada qual codificando uma única proteína. As proteínas são de dois tipos: as estruturais (VP, na sigla em inglês), que compõem o vírus, e as não-estruturais (NSP), feitas dentro das células infectadas. As VPs são nomeadas numericamente (VP1, VP2 etc.), assim como as NSPs, que atuam na replicação viral e no desarranjo da função intestinal.
A camada mais externa, importante para originar a resposta imunológica no hospedeiro, tornou-se o centro das atenções no desenvolvimento da vacina. A proteína VP4 forma espinhos no exterior da roda, e a VP7 forma a superfície rugosa. A VP6, a mais abundante no vírus, fica abaixo da VP7 e participa da proteção de proteínas virais nas células infectadas. A molécula não-estrutural NSP4 é uma toxina que pode desencadear uma forte diarréia.

As proteínas existem em muitas variedades, e diferentes cepas do vírus apresentam diferentes misturas de proteínas. Quando duas linhagens virais infectam a mesma célula, seus segmentos genéticos podem se reagrupar em novas combinações e portanto gerar novas versões do vírus. Novos tipos de vírus surgem constantemente, mas, assim como acontece com as mutações, poucos são vantajosos em termos de sobrevivência.

Conseqüentemente, das 42 cepas de rotavírus identificadas até o momento com base em combinações de variedades de VP7 e VP4, cinco delas respondem por mais de 90% dos casos de rotavírus no mundo.

Kapikian e seu colega do NIH Harry Greenberg tiraram vantagem dessa capacidade do vírus de reagrupar seus genes e desenvolveram um método laboratorial para criar reagrupamentos com características úteis para uma vacina, mas que não causassem a doença. Eles fizeram um vírus recombinante que juntava dez genes de um rotavírus de macaco atenuado com um gene que codifica a VP7 de uma cepa humana. Três versões desse vírus foram produzidas, cada uma com uma versão humana diferente de VP7, e uma quarta originada inteiramente do vírus do reso, apresentando uma variedade de VP7 encontrada tanto em rotavírus humanos quanto de macacos. Os pesquisadores misturaram os quatro em um coquetel chamado de vacina tetravalente, destinada a oferecer proteção contra as quatro cepas mais comuns do rotavírus em humanos.

Em 1991, a FDA (agência americana de controle de alimentos e fármacos) concedeu permissão para a companhia farmacêutica Wyeth Ayerst produzir e testar essa vacina, nomeada como RotaShield. Ao longo dos cinco anos seguintes, a companhia lançou testes clínicos em larga escala nos Estados Unidos, Finlândia e Venezuela, para verificar segurança, capacidade de induzir uma resposta imunológica protetora e duração do efeito da vacina. Em 1998, a RotaShield foi licenciada pela FDA e recomendada pelo Comitê Consultivo sobre Práticas de Imunização do CDC e pela Academia Americana de Pediatria para imunização de todas as crianças americanas. Nos nove meses seguintes mais de 600 mil crianças receberam 1,2 milhão de doses da vacina.
Mas a medida foi precipitada. A RotaShield ainda tinha de ser testada em crianças subnutridas de países em desenvolvimento, onde vacinas orais para outras doenças - como pólio e cólera - eram sabidamente menos eficazes. Além disso, o preço por dose era alto para a maioria dos países em desenvolvimento. Mas pela primeira vez o mundo tinha uma arma contra o rotavírus, e o espírito era de otimismo.

E então veio o desastre. Em 1999, vários bebês sofreram uma séria complicação duas semanas após receberem a vacina. Uma parte do intestino se dobrou para dentro de uma região próxima, criando um bloqueio chamado intussuscepção. Essa condição pode gerar uma dor lancinante e deve ser rapidamente corrigida com lavagem intestinal ou cirurgia. Em casos raros, o intestino se rompe e a criança morre. O CDC, que monitorava a experiência, ordenou a suspensão imediata do programa de imunização, que havia consumido 15 anos e centenas de milhões de dólares.

Estimativa feita pela agência apontou um risco de uma intussuscepção em 2.500 vacinações, considerado inaceitável. Estudos posteriores corrigiram a probabilidade para uma em 11 mil. Outra pesquisa correlacionou o risco com a idade: crianças com menos de 3 meses eram menos afetadas que as mais velhas - uma em 30 mil.

Os novos dados levantaram várias questões. Seria esse risco aceitável nos EUA, onde apesar das hospitalizações por causa do vírus, raramente acontece uma morte? Seria o mesmo risco mais palatável nos países em desenvolvimento, onde uma criança em 200 morre por causa do rotavírus? Se 150 vidas pudessem ser salvas para cada complicação que surgisse, o risco não estaria justificado? Considerando essas estatísticas, não seria antiético suspender uma vacina que poderia salvar meio milhão de vidas por ano? Ou pior, independentemente da relação custo-benefício, não seria antiético comercializar no Terceiro Mundo uma vacina banida nos EUA?

O CDC e a OMS convocaram uma reunião com autoridades de países em desenvolvimento. Depois de uma acalorada discussão, a ciência se curvou à política: "Eu sei que essa vacina salvaria 100 mil crianças no meu país, mas quando surgisse o primeiro caso de bloqueio intestinal, eu não seria perdoado por permitir que uma vacina retirada do mercado americano fosse usada na Índia", afirmou um funcionário indiano de alto escalão.

A relação entre vacinação e intussuscepção foi então investigada. Se as crianças que contraíam o vírus naturalmente não tinham uma incidência maior dessa complicação do que outras crianças, por que a vacinação por si só aumentaria esse risco? Começou-se a suspeitar que o problema era específico das cepas de macaco, e não um efeito comum a todas as vacinas orais de rotavírus vivos.
Volta ao Rumo
Então dois fabricantes de vacinas renovaram seu interesse. A GlaxoSmithKline ressuscitou seu programa e foi adiante com uma nova vacina monovalente derivada de uma única cepa humana atenuada. Como a infecção natural por rotavírus não causa intussuscepção, os pesquisadores raciocinaram que similarmente sua vacina não conteria esse risco. Além disso, a empresa selecionaria para o estudo apenas crianças com idade entre 6 e 13 semanas, estágio em que a intussuscepção é rara.
Ao mesmo tempo, a Merck desenvolveu uma vacina pentavalente derivada de cinco cepas humano-bovinas reagrupadas cujo alvo eram as linhagens mais comuns de rotavírus. Os cientistas sabiam que cepas bovinas não são capazes de crescer e se reproduzir tão bem quanto as do reso nem provocam a febre baixa que muitas crianças tinham depois de tomar vacinas projetadas a partir da cepa do macaco. A companhia também limitou os testes para bebês de 6 a 12 semanas de vida.

As empresas discutiram seus planos com a FDA. Para garantir que a nova geração de vacinas fosse mais segura que a RotaShield, a agência insistiu que os testes fossem abrangentes o suficiente para detectar quaisquer problemas, mesmo pequenos. Foi estabelecida uma amostra de 60 mil participantes por teste, fazendo deste o maior e mais caro estudo de qualquer vacina já licenciada. Seria ainda uma empreitada arriscada, pois imediatamente fracassaria se a taxa de intussuscepção entre bebês vacinados fosse maior do que entre bebês não-vacinados.

Só agora os esforços começam a gerar dividendos. A GlaxoSmith-Kline e a Merck completaram seus testes, e os resultados para ambas as vacinas são encorajadores. Elas oferecem de 85% a 98% de proteção contra a diarréia. E as crianças vacinadas não apresentaram mais casos de intussuscepção do que as não-vacinadas.

A vacina da GlaxoSmithKline, Rotarix, foi testada principalmente na América Latina. Desde 2004, foi aprovada por mais de 20 países e pela União Européia e agora está sendo avaliada nos Estados Unidos. A Merck, ao contrário, concentrou-se primeiro no mercado americano, objetivando provar que sua vacina, RotaTeq, era segura lá antes de introduzi-la em outros lugares. A empresa recebeu aprovação no México e nos Estados Unidos e espera aprová-la na Europa este ano.

Os fabricantes de vacinas nos países em desenvolvimento também estão interessados. A vacina contra o rotavírus não requer técnicas sofisticadas de bioengenharia e pode ser produzida com métodos de cultura de tecido tradicionais e em empresas pequenas. Atualmente mais de dez produtores na Índia, China, Indonésia e Brasil (a pesquisa está sendo conduzida pelo Instituto Butantan) estão preparando vacinas orais com rotavírus vivos, e uma empresa chinesa já conseguiu aprovação para vender seu produto.
As novas vacinas abrem uma perspectiva de vitória contra o rotavírus.

Mas ainda há obstáculos. Algumas autoridades de países subdesenvolvidos nunca nem sequer ouviram falar do vírus, nem conhecem suas conseqüências devastadoras. Esforços de supervisão em mais de 40 países conduzidos pelo CDC e pela OMS estão apenas começando a levantar dados que vão subsidiar os governos a decidir se adotam a vacina em seus países. Além disso, ainda é necessário confirmar a segurança e a eficácia das vacinas orais vivas nas áreas mais pobres. As vacinas, que custaram várias centenas de milhões de dólares para ser desenvolvidas, devem alcançar as 135 milhões de crianças que nascem anualmente no mundo.

Espera-se que em uma década essa importante causa de diarréia e de mortalidade infantil nos países em desenvolvimento seja eliminada pela medida de saúde pública com melhor custo-benefício existente: a imunização. Com o comprometimento da comunidade global, o rotavírus em breve se juntará a outros microorganismos como pólio, varíola e difteria, que foram erradicados por vacinas.
Produção da vacina
Duas vacinas de rotavírus que se mostraram altamente eficazes em testes clínicos são mostradas esquematicamente abaixo.

ROTARIX
Produzida pela GlaxoSmithKline, consiste em uma única cepa de rotavírus humano capaz de fornecer proteção contra várias linhagens. A vacina apresenta variantes comuns das proteínas VP7 e VP4 - respectivamente G1 e P[8]. Como um vírus humano teria o potencial de causar doença se fosse totalmente funcional, o fabricante o enfraqueceu através de um método convencional de cultura celular que impede que ele cause sintomas, mas permite que ele se replique o suficiente para provocar uma resposta imunológica.

ROTATEQ
Feita pela Merck, contém cinco vírus geneticamente distintos chamados reagrupados. Estes são produzidos pela combinação de dez genes de rotavírus bovino (verde) com um de cinco genes de rotavírus humanos (outras cores), gerando vírus predominantemente bovinos que apresentam uma proteína humana na superfície. Quatro desses reagrupados contêm um gene que codifica uma variante de VP7 humana (G1, G2, G3 ou G4), o último carrega um gene de vírus humano na forma P[8] da proteína VP4. O resultado final é uma vacina pentavalente, que oferece proteção contra as quatro cepas humanas mais comuns de rotavírus, porém possui genes bovinos demais para causar doença em pessoas.

VACINA BRASILEIRA
Uma terceira variante de vacina contra o rotavírus está sendo elaborada pelo Instituto Butantan, em São Paulo, com foco nos sorotipos de vírus que aparecem com mais freqüência no país. Do mesmo modo que a vacina da Merck, a brasileira deve ser pentavalente, com rearranjo de genes de vírus bovinos e humanos (G1, G2, G3, G4 e G9). Além da vantagem de fornecer um produto mais específico para a realidade nacional, o Butantan tem como meta baratear os custos da vacina, explica Neusa Maria Frazatti Gallina, que coordena o projeto no instituto. Hoje o Brasil gasta US$ 7 por dose da vacina da Glaxo. A brasileira deve custar por volta de US$ 1. Os testes clínicos em crianças devem começar em julho, mês em que geralmente ocorre uma maior incidência de infecções por rotavírus.
Para conhecer mais
Global illness and deaths caused by rotavirus disease in children. U. D. Parashar e colegas, em Emerging Infectious Diseases, vol. 9, no 5, págs. 565-572, maio de 2003.

The future of rotavirus vaccines: a major setback leads to new opportunities. R. Glass e colegas, em Lancet, vol. 363, edição 9420, págs. 1547-1550, maio de 2004.

Safety and efficacy of an attenuated vaccine against severe rotavirus gastroenteritis. G. Ruiz-Palacios e colegas, em New England Journal of Medicine, vol. 354, págs. 11-22, 5 de janeiro de 2006.

Safety and efficacy of a pentavalent human-bovine (WC3) reassortant rotavirus vaccine. T. Vesikari e colegas, em New England Journal of Medicine, vol. 354, págs. 23-32, 5 de janeiro de 2006.
Roger I. Glass chefia a Seção de Gastroenterites Virais do Centro de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA. Ele é professor adjunto de pediatria e saúde internacional da Universidade Emory. Epidemiologista conceituado, sua pesquisa enfatiza o papel das vacinas na prevenção de doenças. Ele é consultor da OMS, da Aliança Global por Vacinas e Imunização e do Programa em Prol de Tecnologias de Saúde Apropriadas. Em 1998, recebeu o prêmio Pasteur da organização Iniciativa para Vacinação Infantil por seu trabalho com a vacina do rotavírus.
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