COVID-19-Impfstoffe, Immunität und neue Varianten: Die Rolle der T-Zellen

medizinische Fachkräfte, die Masken tragen und Impfstoffe vorbereiten

  • Einige besorgniserregende SARS-CoV-2-Varianten können neutralisierende Antikörper bei geimpften Personen umgehen, was Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit von Impfstoffen aufkommen lässt, vor ihnen zu schützen.
  • COVID-19-Impfstoffe führen auch zu einer T-Zell-Antwort, die die Genesung von der Krankheit erleichtert.
  • Eine kürzlich durchgeführte Studie, in der besorgniserregende Varianten bei Personen untersucht wurden, die mit den COVID-19-Impfstoffen von Moderna und Pfizer immunisiert wurden, ergab, dass die T-Zellantwort im Gegensatz zur Antikörperantwort nicht wesentlich gestört war.
  • Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine intakte T-Zell-Antwort auf Varianten bei geimpften Personen dazu beitragen kann, schweres COVID-19 zu verhindern.

Das SARS-CoV-2-Virus neigt wie andere Viren, die RNA als genetisches Material haben, dazu, ständig zu mutieren. Folglich sind im Verlauf der COVID-2-Pandemie zahlreiche SARS-CoV-19-Varianten entstanden.

Einige SARS-CoV-2-Varianten haben eine erhöhte Übertragbarkeit gezeigt, wobei die Weltgesundheitsorganisation (WHO) sie als „besorgniserregende Varianten (VOC)“ bezeichnet.

Zu diesen VOCs gehören Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351), Delta (B.1.617.2) und Gamma (P.1), die ihren Ursprung in Großbritannien, Südafrika, Indien und Brasilien haben , beziehungsweise. Die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) haben kürzlich die aus den USA stammende Epsilon-Variante (B.1.427/429) von einer VOC auf eine interessante Variante herabgestuft.

Eine vorherige SARS-CoV-2-Infektion oder Immunisierung mit einem COVID-19-Impfstoff führt zur Produktion neutralisierender Antikörper durch B-Lymphozyten oder B-Zellen. Sie binden an das Spike-Protein des Virus und hemmen dessen Fähigkeit, die Wirtszellen zu infizieren.

VOCs tragen Mutationen auf dem Spike-Protein, das neutralisierende Antikörper erkennen, wodurch möglicherweise die Immunität geimpfter Personen gegen diese Varianten verringert wird.

So ist beispielsweise der AstraZeneca-Impfstoff gegen die Alpha-Variante wirksam, zeigt jedoch einen drastischen Wirkungsverlust gegenüber der Beta-Variante. Darüber hinaus zeigte die Beta-Variante in klinischen Studien mit demselben Impfstoff auch eine verringerte Anfälligkeit für neutralisierende Antikörper.

Wie neue Varianten neutralisierenden Antikörpern entkommen können, hat Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit von Impfstoffen aufkommen lassen, vor aktuellen und zukünftigen Varianten zu schützen.

Es gibt jedoch eine andere Komponente des Immunsystems, an der T-Lymphozyten oder T-Zellen beteiligt sind. Es gibt zwei Hauptsubtypen von T-Zellen: CD4+ T-Zellen und CD8+ T-Zellen.

CD4+-T-Zellen, auch als T-Helferzellen bekannt, setzen Proteine ​​frei, die als Zytokine bezeichnet werden, die helfen, eine Immunantwort aufzubauen, indem sie andere Immunzellen aktivieren.

Andererseits töten CD8+ T-Zellen oder zytotoxische T-Zellen direkt virusinfizierte Zellen.

Sowohl CD4+- als auch CD8+-T-Zell-Antworten haben einen Zusammenhang mit einer verringerten Schwere der Erkrankung, was bedeutet, dass sie eine wichtige Rolle bei der Genesung von COVID-19 spielen können. Darüber hinaus ist bekannt, dass COVID-19-Impfstoffe eine Reaktion dieser T-Zellen auslösen.

Daher hätten geimpfte Personen und Personen, die sich zuvor mit dem Virus infiziert haben, T-Zellen, die die in Wuhan isolierte ursprüngliche SARS-CoV-2-Variante erkennen. Allerdings wussten die Wissenschaftler nicht, ob diese T-Zellen auch auf die SARS-CoV-2-VOCs reagieren würden.

Mit anderen Worten, während einige VOC neutralisierende Antikörper, die von B-Zellen nach der Impfung produziert werden, umgehen können, war ihre Wirkung auf die T-Zell-Antwort nicht bekannt.

Eine aktuelle Studie untersuchte die Wirkung von VOCs auf die T-Zell-Antwort bei Personen, die mit den COVID-19-Impfstoffen Moderna oder Pfizer/BioNTech immunisiert wurden oder die zuvor eine SARS-CoV-2-Infektion hatten.

Die Forschung ergab, dass die Reaktion von CD4+- und CD8+-T-Zellen, die von geimpften Personen erhalten wurden, auf die meisten VOCs der ursprünglichen in Wuhan isolierten Variante ähnelte.

Obwohl das Ausmaß der T-Zell-Antwort auf einige VOCs geringer war als bei der ursprünglichen Variante, war der Rückgang bescheiden.

Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass die Aktivierung von T-Zellen nach der Impfung Schutz gegen VOCs bieten kann, obwohl sie der Neutralisierung durch Antikörper entgehen können.

Die Studie erscheint in der Zeitschrift Cell Reports Medicine.

Messung der T-Zell-Antworten auf SARS-CoV-2-Varianten

Um die Reaktion von CD4+- und CD8+-T-Zellen auf VOCs zu beurteilen, entnahmen die Forscher zunächst Blutproben von drei Spendergruppen.

Zu diesen Gruppen gehörten Personen ohne vorherige Exposition gegenüber SARS-CoV-2, Personen, die sich von einer SARS-CoV-2-Infektion erholten oder sich bereits davon erholt hatten, und Personen, die entweder mit den Impfstoffen Moderna oder Pfizer/BioNTech geimpft wurden.

Zu den Spendern in der genesenden Gruppe gehörten diejenigen, die der ursprünglichen SARS-CoV-2-Variante ausgesetzt waren, bevor die VOCs in den USA weit verbreitet waren

Die Forscher verwendeten die Blutproben, um periphere mononukleare Blutzellen (PBMCs) zu isolieren, eine Unterpopulation von Blutzellen, zu der auch T-Lymphozyten gehören.

Im Gegensatz zur Aktivierung von B-Zellen, die bei der Erkennung von Proteinen auf der Oberfläche eines Virus oder eines anderen Pathogens auftritt, erkennen T-Zellen virale Proteine, die verdaut und in Peptide zerlegt wurden.

Daher verwendeten die Forscher Peptide, die aus dem genetischen Material des ursprünglichen SARS-CoV-2 und der VOCs synthetisiert wurden. Diese Peptide repräsentierten alle Proteine, die von diesen Varianten produziert wurden.

Die von einer bestimmten Spendergruppe gewonnenen PBMCs wurden mit Peptiden einer bestimmten SARS-CoV-2-Variante für 20–24 Stunden inkubiert. Die Exposition gegenüber den viralen Peptiden führt zur Aktivierung von T-Zellen, was zu einer Veränderung der Expression von Proteinen auf der Oberfläche von T-Zellen führt.

Nach der Inkubationszeit quantifizierten die Forscher mittels Durchflusszytometrie die Anzahl der CD4+- und CD8+-T-Zellen, die als Reaktion auf die Peptide aktiviert wurden. Die Durchflusszytometrie ist eine Technik zur Identifizierung und Quantifizierung verschiedener Untergruppen von Zellen basierend auf der Expression einzigartiger Proteine ​​– in diesem Fall T-Zellen, die als Reaktion auf die SARS-CoV-2-Peptide aktiviert werden.

Die Forscher maßen den Prozentsatz der CD4+- und CD8+-T-Zellen bei geimpften Personen, die als Reaktion auf Peptide einer bestimmten SARS-CoV-2-Variante aktiviert wurden.

Sie fanden heraus, dass das Ausmaß der CD4+- und CD8+-T-Zell-Antworten bei geimpften Personen auf Peptide der Alpha- und Gamma-Variante ähnlich war wie bei den Peptidvarianten der Vorfahren.

Sie stellten jedoch eine 14- bzw. 22-prozentige Abnahme der CD4+- bzw. CD8+-T-Zell-Antwort auf Beta-Varianten-Peptide fest. In ähnlicher Weise war die CD8+-T-Zell-Antwort auf Peptide der Epsilon-Variante niedriger (10 %) als die der Vorfahrenvarianten.

Diese Ergebnisse zeigen, dass die T-Zell-Antwort auf VOCs bei geimpften Personen weitgehend unbeeinflusst war.

T-Zell-Antwort auf Spike-Protein-Peptide

Die VOCs tragen oft Mutationen in Genen, die für das Spike-Protein kodieren. Das Spike-Protein vermittelt den Eintritt von SARS-CoV-2 in menschliche Zellen, während Spike-Mutationen die Übertragbarkeit erhöhen oder die Bindung an neutralisierende Antikörper verhindern können.

Die Forscher verglichen die T-Zell-Antwort auf Spike-Protein-Peptide aus den verschiedenen SARS-CoV-2-Varianten mittels Durchflusszytometrie. Sie maßen auch die T-Zell-Antwort durch den Nachweis der Sekretion der Zytokine IFNγ und IL-5 nach Peptidexposition.

Das Team fand heraus, dass T-Zellen von geimpften Personen ähnliche Reaktionen auf die Spike-Protein-Peptide aus den VOCs und der ursprünglichen Variante erzeugten.

T-Zellen von sich erholenden Spendern zeigten jedoch eine geringere Reaktion auf die Alpha-, Beta- und Epsilon-Varianten als die ursprüngliche Variante im Zytokinassay.

Bioinformatische Analyse

Die Forscher wollten dann verstehen, warum die Mutationen in den VOCs die T-Zell-Antwort nicht signifikant beeinflussten.

T-Zellen erkennen bestimmte Abschnitte der SARS-CoV-2-Peptide, die als „Epitope“ bezeichnet werden, was zu einer T-Zell-Aktivierung führt.

Daher untersuchten die Wissenschaftler, ob die Mutationen in den VOCs die T-Zell-Epitope beeinflussten. Sie untersuchten dies, indem sie einen bioinformatischen Ansatz verfolgten und einen Algorithmus verwendeten, um Vorhersagen basierend auf experimentellen Daten aus einer früheren Studie zu treffen.

Die Analyse sagte voraus, dass über 90% der CD4+- und CD8+-T-Zell-Epitope, die in der ursprünglichen Variante charakterisiert wurden, wahrscheinlich in den VOCs unverändert oder konserviert bleiben würden.

In ähnlicher Weise zeigte die Analyse, dass Mutationen in den VOCs die Fähigkeit dieser Zellen, die Epitope zu erkennen und eine Immunantwort auszulösen, wahrscheinlich nicht störten.

Daher zeigten die bioinformatischen Analysen, dass die in den VOCs vorhandenen Mutationen einen geringen Einfluss auf die T-Zell-Antwort haben. Diese Ergebnisse unterstützen und ergänzen die Daten, die aus den oben beschriebenen Experimenten erhalten wurden.

Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Berücksichtigung der T-Zell-Antwort bei der Entwicklung von Impfstoffen. Der Co-Autor der Studie, Dr. Shane Crotty, bemerkte: „T-Zell-Epitope sind unter den SARS-CoV-2-Varianten gut konserviert, so dass die Einbeziehung von T-Zell-Zielen in zukünftige COVID-Impfstoffe ein cleverer Weg sein könnte, um sicherzustellen, dass zukünftige Varianten dem Virus nicht entkommen können Impfungen."

Schlussfolgerungen

Das Fehlen einer größeren Störung der T-Zell-Antwort auf die VOCs bei Individuen, die der angestammten Variante durch Impfung oder vorherige Infektion ausgesetzt waren, zeigt die Kreuzreaktivität von T-Zellen gegenüber diesen Varianten.

Im Gespräch mit "Detonic.shop" bemerkte der Co-Autor der Studie, Dr. Alba Grifoni, Ph.D.: „Unsere Studie legt nahe, dass auf Bevölkerungsebene die Mehrheit der T-Zell-Antworten konserviert ist und die Varianten erkennen kann.“ .“

„Die T-Zellen sind zwar nicht in der Lage, Infektionen zu verhindern, aber sie können die Ausbreitung der Infektion begrenzen und folglich die Schwere der Krankheit begrenzen, die durch Varianten verursacht wird, die den durch eine natürliche Infektion oder Impfung induzierten Antikörperreaktionen teilweise entgehen.“

Dr. Grifoni warnte jedoch, dass ihre Ergebnisse nicht umfassend seien. Sie sagte: „Unsere Studie befasste sich nicht mit den Unterschieden zwischen allen derzeit verfügbaren Impfstoffen. Wir haben uns auf die mRNA-basierte Impfung konzentriert; Eine kürzlich durchgeführte Studie des Barouch-Labors zeigte jedoch die gleiche Schlussfolgerung für den adenoviralen Vektorimpfstoff Ad26.COV2.S. Wir haben nicht untersucht, ob Reaktionen, die durch eine Infektion mit einer abweichenden Sequenz induziert werden, in der Lage sein werden, die in den derzeit zugelassenen Impfstoffen vorhandene Referenzsequenz der Vorfahren zu kreuzen.“

„In unserer Studie bleibt eine drängende Frage, wie sich T-Zellen mit den neuen kommenden Varianten, insbesondere Delta, verhalten“, fügte Dr. Grifoli hinzu.

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