THE INTERACTION BETWEEN COVID-19 AND THE IMMUNE SYSTEM: MECHANISMS AND CLINICAL IMPLICATIONS
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ma10202408140951
Paulo Henrique Guilherme Borges1, Gislaine Silva-Rodrigues1, Barbara Gregio1; Guilherme Ferreira Correia1, Isabela Madeira de Castro1, Jhuan Luiz Silva2, Esther Rafaelly Silva do Nascimento3, William da Silva Batista de Souza4, Demetryus Kaue Silva Ferreira5, Antônio Ciro Pereira Soares6, Daniele Vieira da Silva7, Joyce Marinha de Souza8.
RESUMO
A infecção pelo SARS-CoV-2, o vírus responsável pela COVID-19, provoca uma série de respostas imunológicas no organismo hospedeiro. Essas respostas, enquanto fundamentais para a eliminação do patógeno, podem também causar danos significativos aos tecidos do hospedeiro. Este trabalho detalha o mecanismo de infecção do SARS-CoV-2, desde sua estrutura até os processos de entrada e replicação viral, além dos mecanismos relacionados à infecção e ativação do sistema imunológico, que podem culminar na tempestade de citocinas. Compreender esses mecanismos é crucial para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas eficazes, vacinas e terapias alternativas, que foram liberadas emergencialmente durante a pandemia. Pesquisas contínuas são necessárias, especialmente aquelas relacionadas à resposta imunológica, para aprimorar o conhecimento e preparação para futuras pandemias.
Palavras-chave: SARS-CoV-2, resposta imunológica, tempestade de citocinas, vacinas, terapias alternativas
ABSTRACT
The infection by SARS-CoV-2, the virus responsible for COVID-19, triggers a series of immune responses in the host organism. These responses, while essential for pathogen elimination, can also cause significant damage to host tissues. This work details the mechanism of SARS-CoV-2 infection, from its structure to the processes of viral entry and replication, as well as the mechanisms related to infection and activation of the immune system, which can culminate in a cytokine storm. Understanding these mechanisms is crucial for developing effective therapeutic strategies, vaccines, and alternative therapies that were urgently released during the pandemic. Continuous research, especially related to the immune response, is necessary to enhance knowledge and preparedness for future pandemics.
Keywords: SARS-CoV-2, immune response, cytokine storm, vaccines, alternative therapies
1. Introdução
A pandemia de COVID-19, causada pelo coronavírus SARS-CoV-2, foi um dos maiores desafios de saúde pública enfrentados pela humanidade nas últimas décadas. Desde a identificação dos primeiros casos na cidade de Wuhan, na China, no final de 2019, a doença rapidamente se alastrou globalmente, resultando em milhões de mortes e afetando drasticamente todas as esferas da sociedade. Essa crise sanitária não apenas colocou à prova os sistemas de saúde dos países, mas também revelou a interconexão entre a imunologia e a eficácia das respostas terapêuticas e preventivas adotadas (Zhou et al., 2020; Lauxmann, Santucci, Autrán-Gómez, 2020).
Nesse contexto, a compreensão dos mecanismos de interação entre o SARS-CoV-2 e o sistema imunológico humano tornou-se fundamental para o desenvolvimento de estratégias eficientes de manejo clínico e controle da pandemia. A resposta imunológica ao vírus envolve uma complexa rede de processos biológicos que precisam ser analisados em detalhes para elucidar as diversas dinâmicas de infecção e imunidade. Este artigo propõe explorar esses mecanismos, oferecendo uma visão abrangente das interações imunológicas e suas implicações clínicas em relação ao COVID-19.
Ao longo deste estudo, serão abordados diversos aspectos cruciais, como os processos de infecção viral e na análise das respostas imunes inatas e adaptativas. Além disso, serão discutidos os fenômenos de disfunção imunológica, como a tempestade de citocinas, e os seus impactos clínicos. Compreender as particularidades dessas respostas imunológicas é essencial para identificar fatores de risco específicos e desenvolver intervenções terapêuticas mais eficazes.
O presente artigo também se dedicará a examinar como a resposta imunológica ao SARS-CoV-2 varia entre diferentes grupos demográficos, levando em consideração fatores como idade e presença de comorbidades. Por fim, serão exploradas as implicações clínicas das diferentes abordagens de tratamento, incluindo o uso de imunomoduladores, corticoides e terapias experimentais, bem como os avanços no desenvolvimento de vacinas.
A relevância deste estudo reside na necessidade urgente de aprimorar o conhecimento sobre o comportamento do SARS-CoV-2 no organismo humano e as respostas imunológicas desencadeadas por ele. Ao lançar luz sobre esses aspectos, espera-se contribuir para o fortalecimento das estratégias de combate à COVID-19 e para a mitigação dos seus efeitos devastadores na saúde global, além de expandir as perspectivas para possíveis pandemias futuras.
2. Contexto Histórico da Pandemia de COVID-19
O surgimento da pandemia de COVID-19 marcou um período sem precedentes na história contemporânea, alterando profundamente diversos aspectos da vida social, econômica e científica global. O primeiro caso da doença causada pelo coronavírus SARS-CoV-2 foi relatado em dezembro de 2019 na cidade de Wuhan, província de Hubei, na China. Rapidamente, o vírus se propagou para outras regiões do mundo, levando a Organização Mundial da Saúde (OMS) a declarar emergência de saúde pública de interesse internacional em 30 de janeiro de 2020, e posteriormente, em 11 de março de 2020, reconhecendo oficialmente a COVID-19 como uma pandemia (Zhou et al., 2020; Lauxmann, Santucci, Autrán-Gómez, 2020; Holmes et al., 2021).
A disseminação global do SARS-CoV-2 foi facilitada pela alta taxa de transmissibilidade do vírus, que se espalha principalmente por meio de gotículas respiratórias expelidas quando uma pessoa infectada tem tosse, espirra ou fala. O longo período de incubação e a possibilidade de transmissão por indivíduos assintomáticos ou pré-sintomáticos também contribuíram significativamente para a rápida e extensa propagação do vírus (Zhou et al., 2020; Syed, 2020; Lauxmann, Santucci, Autrán-Gómez, 2020).
Diversos países adotaram medidas rigorosas de contenção para tentar mitigar a disseminação do vírus, tais como lockdowns, restrições de viagem, quarentenas, e a promoção do distanciamento social e do uso de máscaras faciais (Oliveira et al., 2020). Tais medidas, embora essenciais para o controle da pandemia, resultaram em profundas mudanças na vida cotidiana e impactaram a economia global, levando a uma recessão econômica significativa.
Desde os primeiros meses da pandemia, houve um esforço extraordinário da comunidade científica global para entender os mecanismos de transmissão, patogênese e controle do SARS-CoV-2. Este período testemunhou uma aceleração sem precedentes na pesquisa biomédica, culminando no desenvolvimento rápido de vacinas e terapias experimentais. A colaboração internacional foi crucial para o compartilhamento de dados epidemiológicos e clínicos, bem como para a execução de ensaios clínicos multicêntricos que possibilitaram a aprovação emergencial de vacinas eficazes em um período recorde.
O contexto histórico da pandemia de COVID-19 evoluiu rapidamente, com o surgimento de novas variantes do SARS-CoV-2, cada uma com características específicas de transmissibilidade e resistência a tratamentos. A vigilância contínua, a vacinação ampla e esforços de pesquisa foram fundamentais para controlar a pandemia e prevenir emergências de saúde pública de natureza semelhante.
3. Estrutura Viral
Os coronavírus pertencem à família Coronaviridae e divididos em quatro gêneros: α-coronavirus; β-coronavirus; δ-coronavirus e γ-coronavirus, sendo os dois primeiros responsáveis por infectar mamíferos, e os últimos dois responsáveis por infectar aves. Dentre os coronavírus humano (HCoV) são encontrados HCoV-229E e HCoV-NL63 pertencentes aos α-coronavírus, e HCoV-OC43, HCoV-HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV e SARS-CoV-2 pertencem aos β-coronavírus (Payne, 2017, Li et al., 2020). Os vírus dessa família apresentam como material genético RNA fita simples não segmentado, de polaridade positiva (ssRNA+), que variam de 25 a 32 kb e virions de 118 a 136 nm de diâmetro (Fehr, Perlman, 2015, Payne, 2017).
O RNA dos coronavírus é envolto por um envelope viral, composto principalmente pelas proteínas do envelope (E) e de membrana (M), responsáveis por definir a montagem e o formato do envelope viral. Em sua camada mais externa, há uma glicoproteína longa, com um bulbo na porção terminal, que é responsável pelo reconhecimento das células hospedeiras por meio do domínio de ligação ao receptor (RBD), denominada como proteína Spike (S). A proteína do nucleocapsídeo (N) é responsável por envolver o RNA viral, formando o nucleocapsídeo (Fehr, Perlman, 2015; Payne, 2017; Li et al., 2020; Yadav et al., 2021).
Durante a replicação do vírus, a proteína S pode sofrer alteração em sua conformação entre os coronavírus, o que resulta nas diferentes ligações com os receptores das células hospedeiras. Isto é demonstrado com a transmissão dos coronavírus de animais para humanos, indicando que mutações ocorreram, permitindo estes vírus passassem a infectar outros hospedeiros. Estas mutações fazem com que ocorra aumento da variabilidade genética destes coronavírus, afetando diretamente nas estratégias terapêuticas, e podem estar associadas diretamente com a gravidade da doença (Figueiredo et al., 2022).
As alterações fizeram com que os estudos se direcionassem para a proteína S, especialmente pelo surgimento das novas variantes e sua importância no início da infecção (Walls et al., 2020; Yadav et al., 2021). A proteína S é dividida em duas subunidades, S1 e S2, onde são encontrados o RBD e os heptad repeat 1 (HR1) e HR2, respectivamente. As outras proteínas estruturais também são significativas para composição da estrutura viral. A proteína M é uma das mais abundante, assim como a proteína N, e tem papel importante durante a montagem viral (Payne, 2017; Li et al., 2020; Yadav et al., 2021). Por outro lado, a proteína E é a menos encontrada na estrutura do vírus, porém pode fazer interações se ligando a outras proteínas, como a proteína M (Payne, 2017; Li et al., 2020; Yadav et al., 2021). Por fim, a proteína N é altamente fosforilada, fazendo com que apresente uma alta afinidade pelo RNA viral. A ligação com o material genético ocorre por meio de dois domínios, N- e C-terminal, organizando a proteína em uma conformação semelhante a “contas em uma corda” (Rabaan et al., 2020; Yadav et al., 2021).
Além dessas proteínas estruturais, o vírus também sintetiza proteínas não estruturais (nsps), que auxiliam o processo de replicação e transcrição viral, e proteínas acessórias. Para a formação das nsps ocorre a tradução da ORF1a/b, onde será sintetizado duas poliproteínas (pp): pp1a e pp1ab. Estas serão clivadas pelo processamento autoproteolítico e dará origem a nsps 1 a 11 e nsps 1 a 16, respectivamente (Payne, 2017; Li et al., 2020; Rabaan et al., 2020; Yadav et al., 2021).
4. Mecanismos de Infecção pelo SARS-CoV-2
Com o surgimento da pandemia de COVID-19, a compreensão dos mecanismos de infecção viral tornou-se fundamental para o desenvolvimento de estratégias de mitigação e tratamento. O processo de infecção pelo SARS-CoV-2 envolve complexas interações entre o vírus e o hospedeiro humano, permitindo a invasão celular e subsequente replicação viral.
A infecção pelo SARS-CoV-2 inicia-se quando o vírus entra em contato com células suscetíveis do hospedeiro. No primeiro contato, a proteína S é responsável pela mediação da entrada nas células. Esta proteína se liga a receptores específicos na superfície das células do hospedeiro, notadamente o receptor da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) (Zhou et al., 2020; Rabaan et al., 2020; Walls et al., 2020).
Após a ligação inicial da proteína S ao receptor ACE2, o vírus passa por mudanças conformacionais que facilitam a fusão da membrana viral com a membrana celular do hospedeiro. Este processo é assistido por proteases celulares, como a serina protease transmembranar 2 (TMPRSS2), que clivam a proteína S, permitindo a exposição das regiões necessárias para a fusão de membranas (Guo et al., 2020; Walls et al., 2020).
Uma vez dentro da célula hospedeira, o SARS-CoV-2 libera seu material genético, e RNA se aproveita da maquinaria celular para traduzir proteínas virais e iniciar a replicação viral. Utilizando os ribossomos da célula hospedeira, o RNA viral é traduzido em poliproteínas e em enzimas necessárias para a replicação do genoma viral (Sahu et al., 2021; Yadav et al., 2021).
A replicação do genoma viral é realizada pelo complexo de replicação-transcrição, que fabrica novas cópias do RNA viral. Paralelamente, são produzidas as proteínas estruturais virais que irão compor novas partículas virais. Estas proteínas e o novo RNA viral são então montados em uma estrutura de vírion dentro do retículo endoplasmático e do complexo de Golgi, formando novos coronavírus completos (Jacques, Apedaile, 2020; Yadav et al., 2021).
Os vírions recém-formados são transportados para a superfície celular em vesículas de transporte e liberados da célula hospedeira por exocitose, prontos para infectar novas células e, assim, perpetuando o ciclo infeccioso. Este ciclo de infecção e replicação viral é a base para a propagação do SARS-CoV-2 no organismo hospedeiro e na população em geral (Jacques, Apedaile, 2020; Sahu et al., 2021; Yadav et al., 2021).
5. Resposta Imunológica ao SARS-CoV-2
A compreensão da resposta imunológica ao SARS-CoV-2 é de extrema relevância para o desenvolvimento de terapias eficazes e estratégias de contenção da pandemia de COVID-19. A resposta do sistema imunológico ao vírus envolve uma série de mecanismos complexos e interdependentes, que podem ser divididos em duas categorias principais: a resposta imune inata e a resposta imune adaptativa.
Já foi relatado nos indivíduos infectados com SARS-CoV-2 uma resposta do sistema imunológico exacerbada, onde há um aumento de células da imunidade inata e citocinas pró-inflamatórias, além de uma diminuição de linfócitos T. As principais células da imunidade inata que se destacam são os fagócitos, como macrófagos e neutrófilos, e células dendríticas. Em suma, estas células reconhecem regiões virais, chamadas de padrões moleculares associados ao patógeno (PAMP), por meio dos receptores de reconhecimento padrão (PRR). Em estudos anteriores, foi demonstrado que a infecção por SARS-CoV foi reconhecida por receptores do tipo toll (TLR) 2, TLR-3 e TLR-7, e do gene induzível pelo ácido retinóico 1 (RIG-I) (Li et al., 2016; Totura et al., 2015). A ativação do receptor RIG-I foi evidenciada como um importante ativador da resposta antiviral mediada por interferon na infecção por SARS-CoV e MERS-CoV (Kindler, Thiel, Weber, 2016).
A interação PAMP-PRR ativa fatores de transcrição, como fator NF-κB, contribuindo para produção de interferon tipo 1 (IFN-I) e outras citocinas pró-inflamatórias, levando a uma resposta antiviral (De Wit et al., 2016). Na infecção por SARS-CoV-2 foi evidenciado alta carga viral e produção desequilibrada de IFN-I e IFN-III, indicando possíveis estratégias virais eficazes no escape imunológico (Blanco-Melo et al., 2020). Uma resposta de IFN-I foi observada de forma tardia, sendo uma resposta antiviral falha no combate inicial da infecção (Kim et al., 2021). Além disso, pacientes com COVID-19 apresentaram uma produção de diversas classes de citocinas, quimiocinas e de espécies reativas de oxigênio (ROS), podendo estar relacionados com os quadros trombóticos e respostas altamente inflamatórios nestes pacientes (Hu, Huang, Yin, 2021; Kim et al., 2021; Khosroshahi et al., 2021; Silva et al., 2021; Zuo et al., 2020).
A interação das células da imunidade inata com células T ativam a resposta adaptativa, que passa a produzir citocinas e anticorpos para promover a ação antiviral. Células T CD4+ vão ser responsáveis por produzir citocinas e ativar outras células, como células B dependente de células T, que passam a secretar anticorpos, como imunoglobulina (Ig) A, IgM e IgG. Células T CD8+, juntamente com células natural killer (NK), vão promover ação antiviral induzindo a apoptose em células infectadas (Sette, Crotty, 2021).
6. Disfunção Imunológica e Tempestade de Citocinas
Entre as várias manifestações clínicas associadas à COVID-19, a disfunção imunológica e a tempestade de citocinas são de particular interesse, devido aos seus efeitos potencialmente severos e implicações terapêuticas complexas.
A disfunção imunológica em pacientes infectados pelo SARS-CoV-2 refere-se a um quadro em que o sistema imunológico, ao invés de atuar exclusivamente contra o invasor viral, é desregulado, resultando em danos aos tecidos e órgãos do próprio hospedeiro. Esse fenômeno é caracterizado por uma resposta imune hiperativa, na qual componentes do sistema imunológico como células T e células NK podem atacar órgãos vitais, causando inflamação generalizada e lesões (Kim et al., 2021, Silva et al., 2021).
Em diversos casos graves de COVID-19, essa desregulação culmina na chamada tempestade de citocinas, um quadro clínico extremamente grave caracterizado pela liberação massiva e descontrolada de citocinas pró-inflamatórias. As citocinas são pequenas proteínas que desempenham um papel crucial na modulação da resposta imune, ajudando a coordenar a interação entre as células imunes. No entanto, quando liberadas em excesso, podem causar inflamação sistêmica severa e falência de múltiplos órgãos (Kim et al., 2021, Silva et al., 2021).
Entre as citocinas mais comumente associadas à tempestade de citocinas estão a interleucina-6 (IL-6), o tumor necrose fator alfa (TNF-α) e a interleucina-1 beta (IL-1β). Esses mediadores inflamatórios são responsáveis por amplificar a resposta imune, aumentando a permeabilidade vascular e recrutando mais células inflamatórias para o local da infecção. Entretanto, sua produção excessiva pode resultar em vasodilatação generalizada, hipotensão e disseminação da inflamação para outros tecidos, contribuindo para o desenvolvimento de edema pulmonar e da SDRA, uma das complicações mais graves associadas à COVID-19 (Terra et al., 2012, Silva et al., 2021).
Umas das prováveis causas da tempestade de citocinas é a piroptose, processo de morte celular altamente inflamatória (Azkur et al., 2020; Khosroshahi et al., 2021). A piroptose está associada com a ativação do inflamassoma NLRP3, que pode ser ativado por diversas vias, incluindo a presença elevada de espécies reativas de oxigênio (ROS) (Abais et al., 2015; Chen et al., 2019; Khosroshahi et al., 2021). A proteína da família NLR, contendo domínio pirina 3 (NLRP3), se liga à proteína CARD, formando o inflamassoma NLRP3. No inflamassoma ocorre a ativação do complexo de caspase tipo 1. O complexo desempenha papel importante na produção de citocinas, como interleucina 18 e 1β (Monie, 2013; Chen et al., 2019; Khosroshahi et al., 2021).
Outro aspecto crucial é a imunossupressão secundária que pode ocorrer após a fase inicial hiperativa da resposta imunológica. Este estado imunossupressor subsequente, frequentemente caracterizado por linfopenia (redução no número de linfócitos), torna os pacientes vulneráveis a infecções secundárias, incluindo pneumonia bacteriana ou fúngica, e septicemia. Essas coinfecções e superinfecções são complicações significativas que pioram o prognóstico clínico dos pacientes e complicam os esforços de tratamento (Jacques, Apedaile, 2020, Azkur et al., 2020).
Ademais, a disseminação sistêmica da resposta inflamatória pode levar ao comprometimento de múltiplos órgãos, um quadro denominado síndrome de disfunção de múltiplos órgãos (SDMO). Este estado crítico está associado a uma disfunção cardíaca, renal, hepática e de outros sistemas, exacerbando a condição clínica e aumentando a complexidade do manejo terapêutico. Pacientes com SDMO necessitam de cuidados intensivos, frequentemente com suporte ventilatório e hemodinâmico, e apresentam uma taxa de mortalidade consideravelmente elevada (Iwasaki et al., 201).
7. Fatores de Risco Imunológicos
A resposta imunológica ao vírus é um processo dinâmico, envolvendo uma série de interações entre componentes inatos e adaptativos do sistema imunológico. Certas condições pré-existentes podem afetar a eficiência dessa resposta, resultando em variações significativas na suscetibilidade à doença e na gravidade dos sintomas (Gao et al., 2021, Zhang et al., 2023).
Os fatores de risco imunológicos podem ser divididos em dois grandes grupos: aqueles associados à idade e comorbidades, e aqueles relacionados a disfunções imunológicas preexistentes. O primeiro grupo abrange condições frequentemente observadas em populações mais vulneráveis, como idosos e indivíduos com doenças crônicas. Já o segundo grupo trata de condições imunológicas inerentes, que podem comprometer a capacidade do sistema imunológico de reagir de forma eficaz ao SARS-CoV-2 (Shaw et al., 2010, Gao et al., 2021, Elo et al., 2022).
Estudos epidemiológicos demonstraram que indivíduos mais velhos e aqueles com comorbidades específicas, como doenças cardiovasculares, diabetes, hipertensão e obesidade, apresentam um risco significativamente maior de desenvolver formas graves da COVID-19 (Gao et al., 2021, Zhang et al., 2023). Esse aumento do risco é em parte explicado pelo declínio natural da função imunológica com o avançar da idade, um fenômeno conhecido como imunossenescência. A imunossenescência é caracterizada pela redução da produção de células imunológicas e pela disfunção das existentes, o que enfraquece a capacidade de defesa contra infecções (Liu et al., 2023).
Além da idade, a presença de comorbidades contribui para uma resposta imunológica comprometida. As condições crônicas podem levar a um estado de inflamação crônica de baixo grau, que altera a resposta imune normal. Por exemplo, indivíduos com diabetes apresentam disfunções na ativação de células T e uma produção inadequada de citoquinas, essenciais para a coordenação da resposta imune. Da mesma forma, a obesidade está associada a uma inflamação do tecido adiposo que pode desregular as respostas imunes, agravando a infecção pelo SARS-CoV-2 (Cerf et al., 2020, Hulme et al., 2021, Drucker et al., 2021).
Entender claramente esses fatores de risco imunológicos é crucial para o desenvolvimento de estratégias de prevenção e tratamento da COVID-19 e futuras infecções virais semelhantes à de SARS-CoV-2. A identificação das populações em maior risco permite a implementação de medidas direcionadas e a otimização de recursos de saúde pública, potencialmente reduzindo a carga da doença e melhorando os resultados clínicos.
8. Implicações Clínicas do Tratamento e Desenvolvimento de Vacinas
O manejo clínico da COVID-19 envolve um conjunto complexo de estratégias terapêuticas destinadas a mitigar a replicação viral, modular a resposta imunológica do hospedeiro e prevenir ou tratar complicações severas associadas à doença. Considerando a interação multifacetada entre o SARS-CoV-2 e o sistema imunológico humano, o desenvolvimento de abordagens terapêuticas eficazes foi o principal desafio, além de requerer uma compreensão aprofundada dos mecanismos imunopatológicos envolvidos (Yuan et al., 2023).
Os tratamentos disponibilizados variaram desde intervenções farmacológicas tradicionais até abordagens experimentais. A escolha do tratamento adequado depende da fase da doença, da gravidade dos sintomas e de características individuais dos pacientes, como idade, presença de comorbidades e status imunológico (Niknam et al., 2022).
A gestão eficaz da COVID-19 foi baseada na combinação de terapias antivirais, anti-inflamatórias e suporte intensivo, particularmente para os casos graves. Entre as terapias antivirais, destacam-se o uso de remédios como o remdesivir, que atuam diretamente na inibição de enzimas relacionada a replicação viral, sendo essenciais para pacientes hospitalizados com quadros moderados a severos (Williamson et al., 2020, Ader et al., 2022).
Adicionalmente, a combinação destes antivirais com outros tratamentos, como imunomoduladores e corticoides, pode potencializar os efeitos terapêuticos e reduzir os danos causados pela resposta hiperativa do sistema imunológico. Os imunomoduladores como tocilizumabe, e os corticoides como a dexametasona, são fundamentais para o controle da tempestade de citocinas, mostrando resultados significativos na redução da mortalidade e na melhoria dos resultados clínicos (Dhooria et al., 2022, Niknam et al., 2022).
Além das terapias convencionais, diversas abordagens experimentais foram investigadas, incluindo o uso de plasma convalescente e a administração de anticorpos monoclonais, os quais apresentam potencial para neutralizar o vírus e modular a resposta imune. Essas estratégias visam proporcionar uma proteção passiva aos pacientes, complementando a resposta imunológica inata e adaptativa (Jones et al., 2021, Alemany et al., 2022, Yuan et al., 2023).
No âmbito das vacinas, a velocidade e a eficiência na criação e distribuição de vacinas contra a COVID-19 marcaram um feito histórico na medicina moderna. Três tipos de vacinas predominam: vacinas de mRNA (como as da Pfizer-BioNTech e Moderna), vacinas de vetor viral (como a da AstraZeneca e Johnson & Johnson), e vacinas de vírus inativado (como a CoronaVac). Cada uma destas plataformas utiliza diferentes mecanismos para induzir uma resposta imunológica protetora contra o SARS-CoV-2 (Dai, Gao, 2021, Creech, Walker, Samuels, 2021, Li et al., 2022).
As vacinas de mRNA utilizam mensagens genéticas que codificam a proteína Spike do vírus, instruindo as células humanas a produzir essa proteína e, por conseguinte, desencadeando uma resposta imune robusta. Já as vacinas de vetor viral empregam um adenovírus modificado para transportar o material genético do SARS-CoV-2 para dentro das células humanas. As vacinas de vírus inativado, por outro lado, usam o vírus completo, mas inativado, para provocar a resposta imunológica (Dai, Gao, 2021, Creech, Walker, Samuels, 2021, Li et al., 2022).
A eficácia e a segurança dessas vacinas foram validadas por estudos clínicos extensivos, e sua implementação foi acompanhada por programas de monitoramento contínuo em larga escala. A aplicação de doses de reforço foi crítica para manter a imunidade ao longo do tempo e enfrentar variantes emergentes do vírus.
9. Conclusão
A interação complexa entre o SARS-CoV-2 e o sistema imunológico humano tem sido um dos aspectos mais críticos da pandemia de COVID-19. Através deste estudo, tornou-se evidente que tanto a resposta imune inata quanto a adaptativa desempenham papeis vitais na defesa contra a infecção viral. No entanto, a disfunção imunológica e a reação exacerbada, como a tempestade de citocinas, podem levar a consequências clínicas severas.
Determinar os fatores de risco imunológicos e compreender os mecanismos relacionados à infecção de SARS-CoV-2, são essenciais para determinar o tratamento, podendo ser administrado imunomoduladores, corticoides e terapias alternativas, individuais ou em associação entre elas. Entretanto, é necessário um equilíbrio cuidadoso para evitar a supressão excessiva da resposta imune. Além disso, o desenvolvimento de vacinas e terapias experimentais continua a ser uma área de intensa investigação, com resultados promissores que podem transformar o manejo da doença no futuro.
As futuras direções na pesquisa imunológica devem avançar para os mecanismos de defesa e vulnerabilidade, contribuindo para a formulação de novas intervenções e estratégias de prevenção contra pandemias futuras.
Referências
ABAIS, Justine M. et al. Redox regulation of NLRP3 inflammasomes: ROS as trigger or effector?. Antioxidants & redox signaling, v. 22, n. 13, p. 1111-1129, 2015.
ADER, Florence et al. Remdesivir plus standard of care versus standard of care alone for the treatment of patients admitted to hospital with COVID-19 (DisCoVeRy): a phase 3, randomised, controlled, open-label trial. The Lancet infectious diseases, v. 22, n. 2, p. 209-221, 2022.
ALEMANY, Andrea et al. High-titre methylene blue-treated convalescent plasma as an early treatment for outpatients with COVID-19: a randomised, placebo-controlled trial. The Lancet Respiratory Medicine, v. 10, n. 3, p. 278-288, 2022.
AZKUR, Ahmet Kursat et al. Immune response to SARS‐CoV‐2 and mechanisms of immunopathological changes in COVID‐19. Allergy, v. 75, n. 7, p. 1564-1581, 2020.
BLANCO-MELO, Daniel et al. Imbalanced host response to SARS-CoV-2 drives development of COVID-19. Cell, v. 181, n. 5, p. 1036-1045. e9, 2020.
CERF, Marlon E. Beta cell physiological dynamics and dysfunctional transitions in response to islet inflammation in obesity and diabetes. Metabolites, v. 10, n. 11, p. 452, 2020.
CHEN, Jun et al. Cellular immune responses to severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) infection in senescent BALB/c mice: CD4+ T cells are important in control of SARS-CoV infection. Journal of virology, v. 84, n. 3, p. 1289-1301, 2010.
CREECH, C. Buddy; WALKER, Shannon C.; SAMUELS, Robert J. SARS-CoV-2 vaccines. Jama, v. 325, n. 13, p. 1318-1320, 2021.
DAI, Lianpan; GAO, George F. Viral targets for vaccines against COVID-19. Nature Reviews Immunology, v. 21, n. 2, p. 73-82, 2021.
DE WIT, Emmie et al. SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses. Nature Reviews Microbiology, v. 14, n. 8, p. 523-534, 2016.
DRUCKER, Daniel J. Diabetes, obesity, metabolism, and SARS-CoV-2 infection: the end of the beginning. Cell metabolism, v. 33, n. 3, p. 479-498, 2021.
ELO, Irma T. et al. Evaluation of age patterns of COVID-19 mortality by race and ethnicity from March 2020 to October 2021 in the US. JAMA Network Open, v. 5, n. 5, p. e2212686-e2212686, 2022.
FEHR, Anthony R.; PERLMAN, Stanley. Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis. Coronaviruses, p. 1-23, 2015.
FIGUEIREDO, David Livingstone Alves et al. COVID-19: The question of genetic diversity and therapeutic intervention approaches. Genetics and Molecular Biology, v. 44, 2022.
GAO, Ya‐dong et al. Risk factors for severe and critically ill COVID‐19 patients: a review. Allergy, v. 76, n. 2, p. 428-455, 2021.
GUO, Yan-Rong et al. The origin, transmission and clinical therapies on coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak–an update on the status. Military Medical Research, v. 7, n. 1, p. 1-10, 2020.
HOLMES, Edward C. et al. The origins of SARS-CoV-2: A critical review. Cell, v. 184, n. 19, p. 4848-4856, 2021.
HU, Biying; HUANG, Shaoying; YIN, Lianghong. The cytokine storm and COVID‐19. Journal of medical virology, v. 93, n. 1, p. 250-256, 2021.
HULME, Katina D. et al. Dysregulated inflammation during obesity: driving disease severity in influenza virus and SARS-CoV-2 infections. Frontiers in immunology, v. 12, p. 770066, 2021.
IWASAKI, Masae et al. Inflammation triggered by SARS-CoV-2 and ACE2 augment drives multiple organ failure of severe COVID-19: molecular mechanisms and implications. Inflammation, v. 44, p. 13-34, 2021.
JACQUES, Francois Henri; APEDAILE, Erik. Immunopathogenesis of COVID-19: summary and possible interventions. Frontiers in immunology, p. 2428, 2020.
JONES, Bryan E. et al. The neutralizing antibody, LY-CoV555, protects against SARS-CoV-2 infection in nonhuman primates. Science translational medicine, v. 13, n. 593, p. eabf1906, 2021.
KHOSROSHAHI, Leila Mohamed et al. Immunology, immunopathogenesis and immunotherapeutics of COVID-19; an overview. International immunopharmacology, v. 93, p. 107364, 2021.
KIM, Jae Seok et al. Immunopathogenesis and treatment of cytokine storm in COVID-19. Theranostics, v. 11, n. 1, p. 316, 2021.
KINDLER, E. V. F. J.; THIEL, V.; WEBER, F. Interaction of SARS and MERS coronaviruses with the antiviral interferon response. Advances in virus research, v. 96, p. 219-243, 2016.
LAUXMANN, Martin Alexander; SANTUCCI, Natalia Estefanía; AUTRÁN-GÓMEZ, Ana María. The SARS-CoV-2 coronavirus and the COVID-19 outbreak. International braz j urol, v. 46, p. 6-18, 2020.
LI, Geng et al. Coronavirus infections and immune responses. Journal of medical virology, v. 92, n. 4, p. 424-432, 2020.
LI, Maochen et al. COVID-19 vaccine development: milestones, lessons and prospects. Signal transduction and targeted therapy, v. 7, n. 1, p. 146, 2022.
LI, Shih-Wen et al. SARS coronavirus papain-like protease inhibits the TLR7 signaling pathway through removing Lys63-linked polyubiquitination of TRAF3 and TRAF6. International journal of molecular sciences, v. 17, n. 5, p. 678, 2016.
LIU, Zaoqu et al. Immunosenescence: molecular mechanisms and diseases. Signal transduction and targeted therapy, v. 8, n. 1, p. 200, 2023.
NIKNAM, Zahra et al. Potential therapeutic options for COVID-19: an update on current evidence. European journal of medical research, v. 27, p. 1-15, 2022.
OLIVEIRA, Wanderson Kleber de et al. How Brazil can hold back COVID-19. Epidemiologia e Serviços de Saúde, v. 29, 2020.
RABAAN, Ali A. et al. SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-COV: a comparative overview. Infez Med, v. 28, n. 2, p. 174-184, 2020.
SAHU, Utkarsha et al. Mechanism involved in the pathogenesis and immune response against SARS-CoV-2 infection. VirusDisease, v. 32, n. 2, p. 211-219, 2021.
SETTE, Alessandro; CROTTY, Shane. Adaptive immunity to SARS-CoV-2 and COVID-19. Cell, v. 184, n. 4, p. 861-880, 2021
SHAW, Albert C. et al. Aging of the innate immune system. Current opinion in immunology, v. 22, n. 4, p. 507-513, 2010.
SILVA, César Augusto et al. Imunopatogênese no desenvolvimento da COVID-19. Revista Saúde & Ciência Online, v. 10, n. 1, p. 85-102, 2021.
SYED, Ashikujaman. Coronavirus: a mini-review. Int J Curr Res Med Sci, v. 6, n. 1, p. 8-10, 2020.
TERRA, Rodrigo et al. Efeito do exercício no sistema imune: resposta, adaptação e sinalização celular. Revista brasileira de medicina do esporte, v. 18, n. 3, p. 208-214, 2012.
TOTURA, Allison L. et al. Toll-like receptor 3 signaling via TRIF contributes to a protective innate immune response to severe acute respiratory syndrome coronavirus infection. MBio, v. 6, n. 3, p. e00638-15, 2015.
WALLS, Alexandra C. et al. Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein. Cell, v. 181, n. 2, p. 281-292. e6, 2020.
WILLIAMSON, Brandi N. et al. Clinical benefit of remdesivir in rhesus macaques infected with SARS-CoV-2. Nature, v. 585, n. 7824, p. 273-276, 2020.
YADAV, Rohitash et al. Role of structural and non-structural proteins and therapeutic targets of SARS-CoV-2 for COVID-19. Cells, v. 10, n. 4, p. 821, 2021.
YUAN, Yongliang et al. The development of COVID-19 treatment. Frontiers in immunology, v. 14, p. 1125246, 2023.
ZHANG, Jin-jin et al. Risk and protective factors for COVID-19 morbidity, severity, and mortality. Clinical reviews in allergy & immunology, v. 64, n. 1, p. 90-107, 2023.
ZHOU, Peng et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, v. 579, n. 7798, p. 270-273, 2020.
ZUO, Yu et al. Neutrophil extracellular traps in COVID-19. JCI insight, v. 5, n. 11, 2020.
1Paulo Henrique Guilherme Borges; paulo.guilhermeph@uel.br; https://orcid.org/0000-0002-5412-053X
1Gislaine Silva-Rodrigues; gislaine.srodrigues@uel.br; https://orcid.org/0000-0002-4372-088X
1Barbara Gregio; barbara.gregio@uel.br; https://orcid.org/0009-0002-7747-184X
1Guilherme Ferreira Correia; guilhermeferreiracorreia@gmail.com; https://orcid.org/0000-0002-6127-1475
1Isabela Madeira de Castro; isabela.mcastro@uel.br; https://orcid.org/0009-0008-2933-5783
2Jhuan Luiz Silva; jhuanls90@gmail.com; https://orcid.org/0000-0002-0144-0775
3Esther Rafaelly Silva do Nascimento; esthern9988@gmail.com
4William da Silva Batista de Souza; william.dsbds93@usp.br
5Demetryus Kaue Silva Ferreira; demetryusk@usp.br; https://orcid.org/0000-0003-4405-2534
6Antônio Ciro Pereira Soares; ciropersores@gmail.com; https://orcid.org/0000-0003-1097-6392
7Daniele Vieira da Silva; enf.danivs@gmail.com; https://orcid.org/0000-0002-4950-7422
8Joyce Marinho de Souza; joycesouza@unoeste.br; https://orcid.org/0000-0003-4405-2534
1Departamento de Microbiologia, Universidade Estadual de Londrina – Londrina, PR, Brasil.
2Programa de Pós-graduação em Ciência Animal, Universidade de Franca – Franca, SP, Brasil.
3Departamento de Fisioterapia, Centro Universitário da Vitória de Santo Antão – Vitória de Santo Antão, PE, Brasil.
4Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo – São Paulo, SP, Brasil.
5Liga Acadêmica de Enfermagem no Controle de Infecções, Universidade Nove de Julho – São Paulo, SP, Brasil.
6Universidade Estadual do Ceará – Fortaleza, CE, Brasil.
7Escola de Enfermagem, Universidade de São Paulo – São Paulo, SP, Brasil.
8Faculdade de Ciências da Saúde, Biomedicina, Universidade do Oeste Paulista, Presidente Prudente, SP, Brasil.