Questão de Farmácia — Biologia Molecular e Biotecnologia — VUNESP 2025

Vacinas de ácidos nucleicos: estratégias de entrega celular

Gabarito: letra D. A estratégia central para facilitar a entrada de RNA ou DNA nas células é a formação de complexos entre os ácidos nucleicos e moléculas catiônicas, que neutralizam a carga negativa do material genético e permitem sua interação com a membrana celular, também carregada negativamente. Essa é a base das vacinas de mRNA (como as da COVID-19) e de vetores plasmidiais.

As vacinas de ácidos nucleicos representam uma das maiores revoluções da imunização moderna. Diferentemente das vacinas clássicas (atenuadas, inativadas ou recombinantes), que entregam proteínas ou patógenos inteiros, essas vacinas entregam o material genético — DNA ou RNA — que codifica um antígeno. A célula do próprio indivíduo passa a produzir o antígeno, desencadeando uma resposta imune robusta, tanto humoral quanto celular.

O grande desafio técnico dessa abordagem é a entrega: ácidos nucleicos são moléculas grandes, hidrofílicas e carregadas negativamente (devido aos grupos fosfato do esqueleto). A membrana celular também possui carga negativa, o que gera repulsão eletrostática. Além disso, o RNA é instável e rapidamente degradado por nucleases extracelulares. Para superar essas barreiras, a estratégia mais utilizada é o encapsulamento ou complexação do ácido nucleico com lipídios ou polímeros catiônicos. Essas moléculas possuem carga positiva, que neutraliza a carga negativa do DNA/RNA, formando nanopartículas que conseguem se aproximar e fundir com a membrana celular, permitindo a entrada do material genético no citoplasma.

Na prática, as vacinas de mRNA da COVID-19 (Pfizer-BioNTech e Moderna) utilizam nanopartículas lipídicas (LNPs) compostas por lipídios catiônicos ou ionizáveis. Já vacinas de DNA podem usar eletroporação (pulsos elétricos que abrem poros na membrana) ou vetores virais não replicantes. A alternativa D descreve exatamente o princípio físico-químico da complexação catiônica.

A pegadinha da questão está em confundir essa estratégia com outras abordagens, como o uso de vírus atenuados (que são vacinas clássicas, não de ácidos nucleicos) ou com mecanismos de transporte passivo, que não se aplicam a moléculas tão grandes e carregadas. Guarde o conceito-chave: neutralização de carga negativa por moléculas catiônicas é o que permite a entrega eficiente de ácidos nucleicos.

Alternativa A — ❌ Incorreta

O uso de vírus atenuados como vetores replicantes não é a estratégia das vacinas de ácidos nucleicos. Vacinas atenuadas são vacinas clássicas que utilizam o patógeno inteiro, com virulência reduzida, para induzir imunidade. Nas vacinas de ácidos nucleicos, quando se usa um vetor viral (como adenovírus), ele é modificado para ser não replicante — ou seja, não se multiplica na célula hospedeira. A alternativa erra ao afirmar que os vetores são replicantes, o que traria risco de reversão de virulência.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A inserção direta de plasmídeos no citoplasma por difusão passiva é inviável. Plasmídeos são moléculas grandes e carregadas negativamente, e a membrana celular é uma barreira seletiva. Difusão passiva só ocorre com moléculas pequenas e lipossolúveis. Ácidos nucleicos não atravessam a membrana por difusão; precisam de mecanismos ativos, como endocitose mediada por receptores ou fusão de membranas, facilitados por vetores catiônicos.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A estabilização da membrana celular com soluções salinas hipertônicas não é uma estratégia de entrega de ácidos nucleicos. Soluções hipertônicas causam perda de água da célula (plasmólise), o que não facilita a entrada de DNA/RNA. Pelo contrário, poderia danificar a célula. A entrega de ácidos nucleicos não depende de alterações osmóticas, mas sim de vetores que promovam a internalização.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A formação de complexos entre ácidos nucleicos e moléculas catiônicas para neutralizar a carga negativa é exatamente a estratégia utilizada. Os ácidos nucleicos têm carga negativa devido aos grupos fosfato; moléculas catiônicas (lipídios catiônicos, polímeros como PEI, ou proteínas como protamina) possuem carga positiva. A interação eletrostática forma nanopartículas com carga líquida positiva ou neutra, que se aproximam da membrana celular (também negativa) e são internalizadas por endocitose. Essa é a base das nanopartículas lipídicas das vacinas de mRNA.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A substituição dos nucleotídeos por peptídeos sintéticos de fusão viral não é uma estratégia de vacinas de ácidos nucleicos. Peptídeos de fusão viral são usados em outras abordagens, como vacinas de proteínas ou para facilitar a fusão de membranas em vetores virais, mas não substituem os nucleotídeos. A vacina de ácido nucleico precisa do material genético para que a célula produza o antígeno; substituí-lo por peptídeos anularia o princípio da vacina.

Gabarito: letra D