Vaccini COVID-19, immunità e nuove varianti: il ruolo delle cellule T

operatori sanitari che indossano maschere, preparano vaccini

  • Alcune varianti di SARS-CoV-2 possono eludere gli anticorpi neutralizzanti negli individui vaccinati, sollevando preoccupazioni sulla capacità dei vaccini di proteggerli.
  • I vaccini COVID-19 provocano anche una risposta delle cellule T che facilita il recupero dalla malattia.
  • Un recente studio che ha studiato le varianti di preoccupazione negli individui immunizzati con i vaccini Moderna e Pfizer COVID-19 ha scoperto che la risposta delle cellule T, a differenza della risposta anticorpale, non è stata gravemente interrotta.
  • Questi risultati suggeriscono che una risposta delle cellule T intatte alle varianti negli individui vaccinati può aiutare a prevenire il COVID-19 grave.

Il virus SARS-CoV-2, come altri virus che hanno l'RNA come materiale genetico, ha la tendenza a mutare costantemente. Di conseguenza, con il progredire della pandemia di COVID-2 sono emerse numerose varianti di SARS-CoV-19.

Alcune varianti di SARS-CoV-2 hanno mostrato una maggiore trasmissibilità, con l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) che le ha designate come "varianti preoccupanti (VOC)."

Questi COV includono alfa (B.1.1.7), beta (B.1.351), delta (B.1.617.2) e gamma (P.1) originari del Regno Unito, del Sud Africa, dell'India e del Brasile , rispettivamente. I Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) hanno recentemente declassato la variante epsilon (B.1.427/429) originaria degli Stati Uniti da VOC a variante di interesse.

Una precedente infezione da SARS-CoV-2 o immunizzazione con un vaccino COVID-19 provoca la produzione di anticorpi neutralizzanti da parte dei linfociti B o cellule B. Si legano alla proteina spike del virus e ne inibiscono la capacità di infettare le cellule ospiti.

I COV portano mutazioni sulla proteina spike che gli anticorpi neutralizzanti riconoscono, riducendo potenzialmente l'immunità degli individui vaccinati a queste varianti.

Ad esempio, il vaccino AstraZeneca è efficace contro la variante alfa ma mostra un drastico calo dell'efficacia contro la variante beta. Inoltre, la variante beta ha anche mostrato una ridotta suscettibilità agli anticorpi neutralizzanti negli studi clinici che coinvolgono lo stesso vaccino.

Il modo in cui le nuove varianti possono sfuggire agli anticorpi neutralizzanti ha sollevato preoccupazioni sulla capacità dei vaccini di proteggere dalle varianti attuali e future.

Tuttavia, c'è un altro componente del sistema immunitario che coinvolge i linfociti T o le cellule T. Esistono due principali sottotipi di cellule T: cellule T CD4+ e cellule T CD8+.

Le cellule T CD4+, note anche come cellule T helper, rilasciano proteine ​​chiamate citochine che aiutano a montare una risposta immunitaria attivando altre cellule immunitarie.

D'altra parte, le cellule T CD8+, o cellule T citotossiche, uccidono direttamente le cellule infettate da virus.

Entrambe le risposte delle cellule T CD4+ e CD8+ hanno legami con una ridotta gravità della malattia, il che significa che possono svolgere un ruolo vitale nel recupero da COVID-19. Inoltre, è noto che i vaccini COVID-19 suscitano una reazione da queste cellule T.

Pertanto, gli individui vaccinati e coloro che hanno precedentemente contratto il virus avrebbero cellule T che riconoscono la variante originale di SARS-CoV-2 isolata a Wuhan. Tuttavia, gli scienziati non sapevano se queste cellule T avrebbero risposto anche ai VOC SARS-CoV-2.

In altre parole, mentre alcuni VOC possono eludere gli anticorpi neutralizzanti prodotti dalle cellule B dopo la vaccinazione, il loro effetto sulla risposta delle cellule T non era noto.

Un recente studio ha studiato l'effetto dei COV sulla risposta delle cellule T in individui immunizzati con i vaccini Moderna o Pfizer/BioNTech COVID-19 o che in precedenza avevano contratto un'infezione da SARS-CoV-2.

La ricerca ha scoperto che la risposta delle cellule T CD4+ e CD8+ ottenute da individui vaccinati alla maggior parte dei VOC era simile alla variante originale isolata a Wuhan.

Sebbene l'entità della risposta delle cellule T ad alcuni VOC fosse inferiore a quella della variante originale, il declino è stato modesto.

I risultati dello studio suggeriscono che l'attivazione delle cellule T dopo la vaccinazione può offrire protezione contro i COV, nonostante la loro capacità di sfuggire alla neutralizzazione da parte degli anticorpi.

Lo studio appare sulla rivista Cell Reports Medicine.

Misurazione delle risposte delle cellule T alle varianti di SARS-CoV-2-XNUMX

Per valutare la risposta delle cellule T CD4+ e CD8+ ai COV, i ricercatori hanno prima ottenuto campioni di sangue da tre gruppi di donatori.

Questi gruppi includevano individui senza precedente esposizione a SARS-CoV-2, quelli che si stavano riprendendo o si erano già ripresi da un'infezione da SARS-CoV-2 e persone vaccinate con i vaccini Moderna o Pfizer/BioNTech.

I donatori nel gruppo in via di guarigione includevano quelli esposti alla variante originale di SARS-CoV-2 prima che i COV diventassero prevalenti negli Stati Uniti

I ricercatori hanno utilizzato i campioni di sangue per isolare le cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC), una sottopopolazione di cellule del sangue che include i linfociti T.

A differenza dell'attivazione delle cellule B che si verifica al riconoscimento delle proteine ​​sulla superficie di un virus o di un altro agente patogeno, le cellule T riconoscono le proteine ​​virali digerite e scomposte in peptidi.

Pertanto, i ricercatori hanno utilizzato peptidi sintetizzati dal materiale genetico del SARS-CoV-2 originale e dei COV. Questi peptidi rappresentavano tutte le proteine ​​prodotte da queste varianti.

I PBMC ottenuti da un particolare gruppo di donatori sono stati incubati con peptidi di una specifica variante di SARS-CoV-2 per 20-24 ore. L'esposizione ai peptidi virali provoca l'attivazione delle cellule T, che comporta un cambiamento nell'espressione delle proteine ​​sulla superficie delle cellule T.

Dopo il periodo di incubazione, i ricercatori hanno quantificato il numero di cellule T CD4+ e CD8+ attivate in risposta ai peptidi utilizzando la citometria a flusso. La citometria a flusso è una tecnica per identificare e quantificare diversi sottogruppi di cellule in base all'espressione di proteine ​​uniche, in questo caso le cellule T attivate in risposta ai peptidi SARS-CoV-2.

I ricercatori hanno misurato la percentuale di cellule T CD4+ e CD8+ in individui vaccinati che si attivavano in risposta ai peptidi di una specifica variante di SARS-CoV-2.

Hanno scoperto che l'entità delle risposte delle cellule T CD4+ e CD8+ nei soggetti vaccinati ai peptidi della variante alfa e gamma era simile ai peptidi della variante ancestrale.

Tuttavia, hanno notato una diminuzione del 14% e del 22% nell'entità della risposta delle cellule T CD4+ e CD8+, rispettivamente, ai peptidi beta varianti. Allo stesso modo, la risposta delle cellule T CD8+ ai peptidi della variante epsilon era inferiore (10%) rispetto alle varianti ancestrali.

Questi risultati mostrano che la risposta delle cellule T ai VOC negli individui vaccinati è stata in gran parte inalterata.

Risposta delle cellule T ai peptidi proteici di picco

I VOC spesso portano mutazioni nei geni che codificano per la proteina spike. La proteina spike media l'ingresso di SARS-CoV-2 nelle cellule umane, mentre le mutazioni spike possono aumentare la trasmissibilità o impedire il legame con gli anticorpi neutralizzanti.

I ricercatori hanno confrontato la risposta delle cellule T ai peptidi proteici spike delle diverse varianti di SARS-CoV-2 utilizzando la citometria a flusso. Hanno anche misurato la risposta delle cellule T rilevando la secrezione delle citochine IFNγ e IL-5 dopo l'esposizione al peptide.

Il team ha scoperto che le cellule T di individui vaccinati hanno prodotto risposte simili ai peptidi proteici spike dei COV e alla variante originale.

Tuttavia, le cellule T dei donatori in via di recupero hanno mostrato una risposta inferiore alle varianti alfa, beta ed epsilon rispetto alla variante originale nel dosaggio delle citochine.

Analisi bioinformatica

I ricercatori hanno quindi voluto capire perché le mutazioni nei VOC non hanno influenzato in modo significativo la risposta delle cellule T.

Le cellule T riconoscono sezioni specifiche sui peptidi SARS-CoV-2 chiamate "epitopi", con conseguente attivazione delle cellule T.

Pertanto, gli scienziati hanno studiato se le mutazioni nei VOC colpissero gli epitopi delle cellule T. Lo hanno studiato adottando un approccio bioinformatica, utilizzando un algoritmo per fare previsioni basate sui dati sperimentali di uno studio precedente.

L'analisi ha previsto che oltre il 90% degli epitopi delle cellule T CD4+ e CD8+ caratterizzati nella variante originale sarebbe probabilmente rimasto invariato o conservato nei COV.

Allo stesso modo, l'analisi ha mostrato che le mutazioni nei VOC non erano in grado di interrompere la capacità di queste cellule di riconoscere gli epitopi e produrre una risposta immunitaria.

Pertanto, le analisi bioinformatiche hanno mostrato che le mutazioni presenti nei VOC hanno un effetto minore sulla risposta delle cellule T. Questi risultati supportano e completano i dati ottenuti dagli esperimenti sopra descritti.

Questi risultati evidenziano l'importanza di considerare la risposta delle cellule T durante la progettazione dei vaccini. Il coautore dello studio, il dottor Shane Crotty, ha osservato: "Gli epitopi delle cellule T sono ben conservati tra le varianti di SARS-CoV-2, quindi incorporare bersagli di cellule T nei futuri vaccini COVID potrebbe essere un modo intelligente per assicurarsi che le varianti future non possano sfuggire al vaccini."

Conclusioni

L'assenza di un'importante interruzione della risposta delle cellule T ai COV in individui esposti alla variante ancestrale attraverso la vaccinazione o una precedente infezione mostra la reattività crociata delle cellule T a queste varianti.

Parlando a "Detonic.shop", il coautore dello studio, il dottor Alba Grifoni, Ph.D., ha osservato: “Il nostro studio suggerisce che a livello di popolazione, la maggior parte delle risposte delle cellule T sono conservate e sono in grado di riconoscere le varianti .”

"Mentre le cellule T non sono in grado di prevenire le infezioni, possono limitare la diffusione dell'infezione e di conseguenza limitare la gravità della malattia indotta da varianti che sfuggono parzialmente alle risposte anticorpali indotte dall'infezione naturale o dalla vaccinazione".

Tuttavia, il Dr. Grifoni ha avvertito che i loro risultati non erano completi. Ha detto: “Il nostro studio non ha affrontato le differenze tra tutti i vaccini attualmente disponibili. Ci siamo concentrati sulla vaccinazione basata sull'mRNA; tuttavia, un recente studio del laboratorio Barouch ha mostrato la stessa conclusione per il vaccino vettore adenovirale Ad26.COV2.S. Non abbiamo esaminato se le risposte indotte da un'infezione con una sequenza variante saranno in grado di riconoscere in modo incrociato la sequenza di riferimento ancestrale presente nei vaccini attualmente approvati».

"Nel nostro studio, rimane una domanda urgente su come si comportano le cellule T con le nuove varianti in arrivo, in particolare delta", ha aggiunto il dott. Grifoli.

Per aggiornamenti in tempo reale sugli ultimi sviluppi riguardanti il ​​nuovo coronavirus e COVID-19, fare clic qui.