Vaksin COVID-19, Kekebalan, dan Varian Baru: Peran Sel T

profesional kesehatan memakai masker, menyiapkan vaksin

  • Beberapa varian SARS-CoV-2 yang menjadi perhatian dapat menghindari antibodi penetralisir pada individu yang divaksinasi, meningkatkan kekhawatiran tentang kemampuan vaksin untuk melindungi mereka.
  • Vaksin COVID-19 juga menghasilkan respons sel T yang memfasilitasi pemulihan dari penyakit.
  • Sebuah studi baru-baru ini yang menyelidiki varian kekhawatiran pada individu yang diimunisasi dengan vaksin Moderna dan Pfizer COVID-19 menemukan bahwa respons sel T, tidak seperti respons antibodi, tidak terlalu terganggu.
  • Hasil ini menunjukkan bahwa respons sel T yang utuh terhadap varian pada individu yang divaksinasi dapat membantu mencegah COVID-19 yang parah.

Virus SARS-CoV-2, seperti virus lain yang memiliki RNA sebagai materi genetiknya, memiliki kecenderungan untuk terus bermutasi. Akibatnya, banyak varian SARS-CoV-2 telah muncul ketika pandemi COVID-19 telah berkembang.

Beberapa varian SARS-CoV-2 telah menunjukkan peningkatan penularan, dengan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menetapkan mereka sebagai “varian yang menjadi perhatian (VOC).”

VOC ini termasuk alpha (B.1.1.7), beta (B.1.351), delta (B.1.617.2), dan gamma (P.1) yang berasal dari Inggris, Afrika Selatan, India, dan Brasil. , masing-masing. Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC) baru-baru ini menurunkan varian epsilon (B.1.427/429) yang berasal dari Amerika Serikat dari VOC menjadi varian yang diminati.

Infeksi SARS-CoV-2 sebelumnya atau imunisasi dengan vaksin COVID-19 menghasilkan produksi antibodi penawar oleh limfosit B, atau sel B. Mereka mengikat protein lonjakan virus dan menghambat kemampuannya untuk menginfeksi sel inang.

VOC membawa mutasi pada protein lonjakan yang dikenali oleh antibodi penetralisir, yang berpotensi mengurangi kekebalan individu yang divaksinasi terhadap varian ini.

Misalnya, vaksin AstraZeneca efektif melawan varian alfa tetapi menunjukkan penurunan kemanjuran yang drastis terhadap varian beta. Selanjutnya, varian beta juga menunjukkan penurunan kerentanan terhadap antibodi penetralisir dalam uji klinis yang melibatkan vaksin yang sama.

Bagaimana varian baru dapat lolos dari antibodi penetralisir telah menimbulkan kekhawatiran tentang kemampuan vaksin untuk melindungi dari varian saat ini dan di masa depan.

Namun, ada komponen lain dari sistem kekebalan yang melibatkan limfosit T atau sel T. Ada dua subtipe utama sel T: sel T CD4+ dan sel T CD8+.

Sel T CD4+, juga dikenal sebagai sel T pembantu, melepaskan protein yang disebut sitokin yang membantu meningkatkan respons imun dengan mengaktifkan sel imun lainnya.

Di sisi lain, sel T CD8+, atau sel T sitotoksik, secara langsung membunuh sel yang terinfeksi virus.

Respons sel T CD4+ dan CD8+ memiliki hubungan dengan penurunan keparahan penyakit, yang berarti mereka mungkin memainkan peran penting dalam pemulihan dari COVID-19. Selanjutnya, vaksin COVID-19 diketahui menimbulkan reaksi dari sel T ini.

Oleh karena itu, individu yang divaksinasi dan mereka yang sebelumnya telah tertular virus akan memiliki sel T yang mengenali varian asli SARS-CoV-2 yang diisolasi di Wuhan. Namun, para ilmuwan tidak tahu apakah sel T ini juga akan merespons VOC SARS-CoV-2.

Dengan kata lain, sementara beberapa VOC dapat menghindari antibodi penetral yang diproduksi oleh sel B setelah vaksinasi, efeknya pada respons sel T tidak diketahui.

Sebuah studi baru-baru ini menyelidiki efek VOC pada respons sel T pada individu yang diimunisasi dengan vaksin Moderna atau Pfizer/BioNTech COVID-19 atau yang sebelumnya tertular infeksi SARS-CoV-2.

Penelitian menemukan bahwa respons sel T CD4+ dan CD8+ yang diperoleh dari individu yang divaksinasi terhadap sebagian besar VOC serupa dengan varian asli yang diisolasi di Wuhan.

Meskipun besarnya respons sel T terhadap beberapa VOC lebih rendah daripada varian aslinya, penurunannya sederhana.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivasi sel T setelah vaksinasi dapat menawarkan perlindungan terhadap VOC, meskipun kemampuan mereka untuk menghindari netralisasi oleh antibodi.

Studi ini muncul dalam jurnal Cell Reports Medicine.

Mengukur respons sel T terhadap varian SARS-CoV-2

Untuk menilai respons sel T CD4+ dan CD8+ terhadap VOC, para peneliti terlebih dahulu memperoleh sampel darah dari tiga kelompok donor.

Kelompok-kelompok ini termasuk individu tanpa paparan sebelumnya terhadap SARS-CoV-2, mereka yang pulih atau telah pulih dari infeksi SARS-CoV-2, dan orang-orang yang divaksinasi dengan vaksin Moderna atau Pfizer/BioNTech.

Donor dalam kelompok pemulihan termasuk mereka yang terpapar varian asli SARS-CoV-2 sebelum VOC menjadi lazim di AS

Para peneliti menggunakan sampel darah untuk mengisolasi sel mononuklear darah perifer (PBMC), subpopulasi sel darah yang mencakup limfosit T.

Tidak seperti aktivasi sel B yang terjadi saat mengenali protein pada permukaan virus atau patogen lainnya, sel T mengenali protein virus yang dicerna dan dipecah menjadi peptida.

Oleh karena itu, para peneliti menggunakan peptida yang disintesis dari bahan genetik SARS-CoV-2 asli dan VOC. Peptida ini mewakili semua protein yang dihasilkan oleh varian ini.

PBMC yang diperoleh dari kelompok donor tertentu diinkubasi dengan peptida dari varian spesifik SARS-CoV-2 selama 20-24 jam. Paparan peptida virus menghasilkan aktivasi sel T, yang melibatkan perubahan ekspresi protein pada permukaan sel T.

Setelah masa inkubasi, para peneliti menghitung jumlah sel T CD4+ dan CD8+ yang diaktifkan sebagai respons terhadap peptida menggunakan flow cytometry. Flow cytometry adalah teknik untuk mengidentifikasi dan mengukur berbagai subkelompok sel berdasarkan ekspresi protein unik — dalam hal ini, sel T diaktifkan sebagai respons terhadap peptida SARS-CoV-2.

Para peneliti mengukur persentase sel T CD4+ dan CD8+ pada individu yang divaksinasi yang diaktifkan sebagai respons terhadap peptida dari varian SARS-CoV-2 tertentu.

Mereka menemukan bahwa besarnya respons sel T CD4+ dan CD8+ pada individu yang divaksinasi terhadap peptida dari varian alfa dan gamma serupa dengan peptida varian leluhur.

Namun, mereka melihat penurunan 14% dan 22% dalam besarnya respons sel T CD4+ dan CD8+, masing-masing, terhadap peptida varian beta. Demikian pula, respons sel T CD8+ terhadap peptida dari varian epsilon lebih rendah (10%) dibandingkan varian leluhur.

Hasil ini menunjukkan bahwa respons sel T terhadap VOC pada individu yang divaksinasi sebagian besar tidak terpengaruh.

Respons sel T terhadap peptida protein lonjakan

VOC sering membawa mutasi pada gen yang mengkode protein lonjakan. Protein lonjakan memediasi masuknya SARS-CoV-2 ke dalam sel manusia, sementara mutasi lonjakan dapat meningkatkan penularan atau mencegah pengikatan antibodi penetralisir.

Para peneliti membandingkan respons sel T terhadap peptida protein lonjakan dari varian SARS-CoV-2 yang berbeda menggunakan flow cytometry. Mereka juga mengukur respon sel T dengan mendeteksi sekresi sitokin IFNγ dan IL-5 setelah paparan peptida.

Tim menemukan bahwa sel T dari individu yang divaksinasi menghasilkan respons serupa terhadap peptida protein lonjakan dari VOC dan varian aslinya..

Namun, sel T dari donor yang pulih menunjukkan respons yang lebih rendah terhadap varian alfa, beta, dan epsilon daripada varian asli dalam uji sitokin.

Analisis bioinformatika

Para peneliti kemudian ingin memahami mengapa mutasi pada VOC tidak secara signifikan mempengaruhi respon sel T.

Sel T mengenali bagian spesifik pada peptida SARS-CoV-2 yang disebut “epitop”, yang menghasilkan aktivasi sel T.

Oleh karena itu, para ilmuwan menyelidiki apakah mutasi pada VOC mempengaruhi epitop sel T. Mereka mempelajari ini dengan mengadopsi pendekatan bioinformatika, menggunakan algoritma untuk membuat prediksi berdasarkan data eksperimen dari penelitian sebelumnya.

Analisis memperkirakan bahwa lebih dari 90% epitop sel T CD4+ dan CD8+ yang dicirikan dalam varian asli kemungkinan besar akan tetap tidak berubah atau disimpan dalam VOC.

Demikian pula, analisis menunjukkan bahwa mutasi pada VOC tidak mungkin mengganggu kemampuan sel-sel ini untuk mengenali epitop dan menghasilkan respons imun.

Oleh karena itu, analisis bioinformatika menunjukkan bahwa mutasi yang ada pada VOC memiliki efek kecil pada respons sel T. Hasil ini mendukung dan melengkapi data yang diperoleh dari percobaan yang dijelaskan di atas.

Temuan ini menyoroti pentingnya mempertimbangkan respons sel T saat merancang vaksin. Rekan penulis studi, Dr. Shane Crotty, mencatat, “epitop sel T tersimpan dengan baik di antara varian SARS-CoV-2, jadi memasukkan target sel T ke dalam vaksin COVID di masa depan bisa menjadi cara cerdas untuk memastikan varian masa depan tidak dapat lepas dari virus. vaksin."

Kesimpulan

Tidak adanya gangguan besar dari respon sel T terhadap VOC pada individu yang terpapar varian leluhur melalui vaksinasi atau infeksi sebelumnya menunjukkan reaktivitas silang sel T terhadap varian ini.

Berbicara kepada "Detonic.shop", rekan penulis studi, Dr. Alba Grifoni, Ph.D., mencatat: “Studi kami menunjukkan bahwa pada tingkat populasi, sebagian besar respons sel T dipertahankan dan mampu mengenali variannya. .”

“Sementara sel T tidak mampu mencegah infeksi, mereka dapat membatasi penyebaran infeksi dan akibatnya membatasi keparahan penyakit yang disebabkan oleh varian yang sebagian lolos dari respons antibodi yang disebabkan oleh infeksi alami atau vaksinasi.”

Namun, Dr. Grifoni memperingatkan bahwa temuan mereka tidak komprehensif. Dia berkata, “Studi kami tidak membahas perbedaan di semua vaksin yang tersedia saat ini. Kami memang fokus pada vaksinasi berbasis mRNA; namun, penelitian terbaru dari laboratorium Barouch menunjukkan kesimpulan yang sama untuk vaksin vektor adenoviral Ad26.COV2.S. Kami belum memeriksa apakah respons yang disebabkan oleh infeksi dengan urutan varian akan dapat mengenali silang urutan referensi leluhur yang ada dalam vaksin yang saat ini disetujui.”

“Dalam penelitian kami, pertanyaan mendesak tetap ada tentang bagaimana sel T berperilaku dengan varian baru yang akan datang, terutama delta,” tambah Dr. Grifoli.

Untuk update langsung tentang perkembangan terbaru terkait novel coronavirus dan COVID-19, klik di sini.