Engenheiros biomédicos revelam a dinâmica das respostas imunológicas maternas

Sepideh Dolatshahi, professor assistente de engenharia biomédica na Universidade da Virgínia, está liderando uma exploração da imunologia de sistemas em sua fase crucial de desenvolvimento – durante a gravidez.

A imunologia de sistemas trata de desvendar padrões ocultos dentro do sistema imunológico humano, disse Dolatshahi, cujas abordagens em sua pesquisa abrangem modelagem computacional, sorologia de sistemas e técnicas de análise espacial de ponta para investigar interações imunológicas entre mãe e feto durante a gravidez que poderiam mais tarde apoiar a primeira infância. imunidade.

Elaboração de planos de vacinas personalizados e eficazes

Os bebês são imunocomprometidos e dependem dos anticorpos das mães para se protegerem contra infecções. As mães são vacinadas durante a gravidez para ajudar a aumentar e personalizar os anticorpos transmitidos ao bebê. Embora as primeiras vacinas, como a do tétano, da difteria e da tosse convulsa (TDAP), e recentemente do vírus sincicial respiratório (RSV), tenham demonstrado um sucesso surpreendente, o número de vacinas disponíveis para as mães é limitado e os bebés permanecem vulneráveis ​​a muitos agentes patogénicos.

O laboratório Dolatshahi está a trabalhar para esclarecer como as vacinas administradas a mulheres grávidas interagem tanto com o seu sistema imunitário em mudança como com a placenta em desenvolvimento para conferir protecção imunitária ao bebé. O objetivo da equipe é desenvolver estratégias de vacinação personalizadas que possam ser especialmente benéficas para pacientes vulneráveis, por exemplo, aqueles que têm complicações genéticas ou sistema imunológico comprometido.

Para conseguir isso, Dolatshahi e seus colegas desenvolveram o primeiro modelo preditivo baseado em computador de vacinação materna e transferência de anticorpos placentários. Este modelo serve agora como uma ferramenta para ajudar médicos e investigadores pré-clínicos a testar diferentes estratégias de vacinação em sílico antes de embarcar em ensaios clínicos dispendiosos e tediosos, e para encurtar o prazo para os pacientes poderem beneficiar dos protocolos de imunização resultantes.

A importância do desenvolvimento placentário

A placenta é um guardião protetor que protege o feto, controlando quais substâncias podem atingir o bebê em crescimento. Surpreendentemente, pouco se sabe sobre as especificidades de como a placenta regula a passagem de anticorpos da mãe para o bebé.

Para esclarecer este processo e compreender quais as interações responsáveis ​​por conferir a transferência de anticorpos protetores ao bebé, a equipa de Dolatshahi está a analisar mais de perto as moléculas importantes expressas pelas células da placenta e como funcionam em conjunto para transportar anticorpos.

Ao examinar este processo específico utilizando ferramentas de análise espacial, esperam descobrir informações que identificarão novos alvos de vacinas maternas que maximizarão o benefício para o bebé.

Descobrindo a variabilidade na população

Durante a gravidez, o sistema imunitário da mãe está em constante mudança, por isso não há razão para acreditar que a vacinação durante a gravidez deva ser uma abordagem única para todos. Dolatshahi e a sua equipa esperam descobrir variáveis-chave que afetam a transferência de anticorpos placentários e que podem contribuir para diferenças entre a população.

Ao definir o que faz com que alguns bebés recebam mais anticorpos maternos do que outros, o trabalho de Dolatshahi ajudará os médicos a identificar pacientes que podem beneficiar de vacinas especialmente concebidas para melhor apoiar o sistema imunitário dos seus bebés. De forma mais ampla, esta investigação irá lançar luz sobre os factores biológicos e socioeconómicos que tornam algumas mulheres mais propensas a complicações na gravidez relacionadas com o sistema imunitário.

Esta pesquisa representa um marco para a compreensão das nuances de como os anticorpos maternos atravessam a placenta e conferem proteção aos recém-nascidos, e para a descoberta de mecanismos específicos relacionados ao sistema imunológico de complicações na gravidez, como parto prematuro e pré-eclâmpsia. A pesquisa de Dolatshahi prepara o terreno para uma compreensão mais profunda do comportamento do sistema imunológico durante a gravidez, oferecendo uma trajetória promissora para novos avanços neste domínio crítico.

A publicação da equipe sobre esta pesquisa, “O modelo mecanístico quantitativo revela os principais determinantes da transferência de IgG placentária e informa as estratégias de imunização pré-natal”, foi aceita para publicação por Biologia Computacional PLOS.