Vaksin COVID-19, imuniti, dan varian baru: Peranan sel T

profesional penjagaan kesihatan memakai topeng, menyediakan vaksin

  • Beberapa varian keprihatinan SARS-CoV-2 dapat menghindari peneutralan antibodi pada individu yang divaksinasi, sehingga menimbulkan kebimbangan mengenai kemampuan vaksin untuk melindungi terhadapnya.
  • Vaksin COVID-19 juga menghasilkan tindak balas sel T yang memudahkan pemulihan dari penyakit ini.
  • Satu kajian baru-baru ini yang menyelidiki varian keprihatinan pada individu yang diimunisasi dengan vaksin Moderna dan Pfizer COVID-19 mendapati bahawa tindak balas sel T, tidak seperti tindak balas antibodi, tidak terganggu.
  • Hasil ini menunjukkan bahawa tindak balas sel T yang utuh terhadap varian pada individu yang divaksin dapat membantu mencegah COVID-19 yang teruk.

Virus SARS-CoV-2, seperti virus lain yang memiliki RNA sebagai bahan genetiknya, cenderung untuk bermutasi secara berterusan. Akibatnya, banyak varian SARS-CoV-2 telah muncul ketika pandemi COVID-19 telah berkembang.

Beberapa varian SARS-CoV-2 telah menunjukkan peningkatan transmisinya, dengan Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) menetapkannya sebagai "varian perhatian (VOC)."

VOC ini merangkumi alpha (B.1.1.7), beta (B.1.351), delta (B.1.617.2), dan gamma (P.1) yang berasal dari United Kingdom, Afrika Selatan, India, dan Brazil , masing-masing. Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit (CDC) baru-baru ini menurunkan varian epsilon (B.1.427 / 429) yang berasal dari Amerika Syarikat dari VOC menjadi varian minat.

Jangkitan atau imunisasi SARS-CoV-2 sebelumnya dengan vaksin COVID-19 mengakibatkan pengeluaran antibodi peneutralan oleh limfosit B, atau sel B. Mereka mengikat protein lonjakan virus dan menghalang kemampuannya menjangkiti sel inang.

VOC membawa mutasi pada protein lonjakan yang diakui antibodi peneutralan, yang berpotensi mengurangkan kekebalan individu yang divaksinasi terhadap varian ini.

Sebagai contoh, vaksin AstraZeneca berkesan terhadap varian alpha tetapi menunjukkan penurunan keberkesanan yang drastik terhadap varian beta. Selanjutnya, varian beta juga menunjukkan kerentanan yang berkurang untuk meneutralkan antibodi dalam ujian klinikal yang melibatkan vaksin yang sama.

Bagaimana varian baru dapat melepaskan antibodi peneutralan telah menimbulkan kekhawatiran tentang kemampuan vaksin untuk melindungi terhadap varian semasa dan masa depan.

Walau bagaimanapun, terdapat komponen lain dari sistem imun yang melibatkan limfosit T atau sel T. Terdapat dua subtipe utama sel T: sel CD4 + T dan sel CD8 + T.

Sel CD4 + T, juga dikenal sebagai sel T penolong, melepaskan protein yang disebut sitokin yang membantu meningkatkan tindak balas imun dengan mengaktifkan sel imun yang lain.

Sebaliknya, sel CD8 + T, atau sel T sitotoksik, secara langsung membunuh sel yang dijangkiti virus.

Kedua-dua tindak balas sel CD4 + dan CD8 + mempunyai kaitan dengan keparahan penyakit yang berkurang, yang bermaksud mereka mungkin memainkan peranan penting dalam pemulihan dari COVID-19. Selanjutnya, vaksin COVID-19 diketahui menimbulkan reaksi dari sel T ini.

Oleh itu, individu yang diberi vaksin dan mereka yang sebelumnya dijangkiti virus akan mempunyai sel T yang mengenali varian SARS-CoV-2 yang asli diasingkan di Wuhan. Walau bagaimanapun, saintis tidak mengetahui sama ada sel T ini juga akan bertindak balas terhadap VOCs SARS-CoV-2.

Dengan kata lain, sementara beberapa VOC dapat menghindari peneutralan antibodi yang dihasilkan oleh sel B setelah vaksinasi, kesannya terhadap tindak balas sel T tidak diketahui.

Satu kajian baru-baru ini menyelidiki kesan VOC terhadap tindak balas sel T pada individu yang diimunisasi dengan vaksin Moderna atau Pfizer / BioNTech COVID-19 atau yang sebelumnya dijangkiti jangkitan SARS-CoV-2.

Penyelidikan mendapati bahawa tindak balas sel CD4 + dan CD8 + T yang diperoleh dari individu yang divaksinasi terhadap kebanyakan VOC adalah serupa dengan varian asal yang diasingkan di Wuhan.

Walaupun besarnya tindak balas sel T terhadap beberapa VOC lebih rendah daripada varian asal, penurunannya sederhana.

Hasil kajian menunjukkan bahawa pengaktifan sel T setelah vaksinasi dapat memberikan perlindungan terhadap VOC, walaupun kemampuannya untuk menghindari peneutralan oleh antibodi.

Kajian itu muncul dalam jurnal Cell Reports Medicine.

Mengukur tindak balas sel T terhadap varian SARS-CoV-2

Untuk menilai tindak balas sel CD4 + dan CD8 + T terhadap VOC, para penyelidik terlebih dahulu memperoleh sampel darah dari tiga kumpulan penderma.

Kumpulan ini termasuk individu yang tidak terdedah kepada SARS-CoV-2 sebelumnya, mereka yang pulih atau telah pulih dari jangkitan SARS-CoV-2, dan orang yang diberi vaksin dengan vaksin Moderna atau Pfizer / BioNTech.

Penderma dalam kumpulan pemulihan termasuk mereka yang terdedah kepada varian SARS-CoV-2 yang asli sebelum VOC menjadi lazim di AS

Para penyelidik menggunakan sampel darah untuk mengasingkan sel mononuklear darah periferal (PBMC), subpopulasi sel darah yang merangkumi limfosit T.

Tidak seperti pengaktifan sel B yang berlaku ketika mengenali protein di permukaan virus atau patogen lain, sel T mengenali protein virus yang dicerna dan dipecah menjadi peptida.

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

PBMC yang diperoleh dari kumpulan penderma tertentu diinkubasi dengan peptida dari varian SARS-CoV-2 tertentu selama 20-24 jam. Pendedahan kepada peptida virus mengakibatkan pengaktifan sel T, yang melibatkan perubahan ekspresi protein pada permukaan sel T.

Setelah masa inkubasi, para penyelidik mengukur jumlah sel CD4 + dan CD8 + T yang diaktifkan sebagai tindak balas terhadap peptida menggunakan sitometri aliran. Sitometri aliran adalah teknik untuk mengenal pasti dan mengukur subkumpulan sel yang berlainan berdasarkan ekspresi protein unik - dalam kes ini, sel T diaktifkan sebagai tindak balas terhadap peptida SARS-CoV-2.

Para penyelidik mengukur peratusan sel CD4 + dan CD8 + T pada individu yang divaksinasi yang diaktifkan sebagai tindak balas terhadap peptida dari varian SARS-CoV-2 tertentu.

Mereka mendapati bahawa besarnya tindak balas sel T4 CD8 + dan CDXNUMX + pada individu yang diberi vaksin terhadap peptida dari varian alpha dan gamma sama dengan peptida varian leluhur.

Walau bagaimanapun, mereka melihat penurunan 14% dan 22% pada magnitud tindak balas sel CD4 + dan CD8 + T, masing-masing terhadap peptida varian beta. Begitu juga, tindak balas sel CD8 + T terhadap peptida dari varian epsilon lebih rendah (10%) daripada varian leluhur.

Hasil ini menunjukkan bahawa tindak balas sel T terhadap VOC pada individu yang diberi vaksin sebahagian besarnya tidak terjejas.

Tindak balas sel T terhadap peptida protein lonjakan

VOC sering membawa mutasi pada gen yang memberi kod untuk protein lonjakan. Protein lonjakan memediasi kemasukan SARS-CoV-2 ke dalam sel manusia, sementara mutasi lonjakan dapat meningkatkan daya penularan atau mencegah pengikatan untuk meneutralkan antibodi.

Para penyelidik membandingkan tindak balas sel T terhadap peptida protein lonjakan dari varian SARS-CoV-2 yang berbeza menggunakan sitometri aliran. Mereka juga mengukur tindak balas sel T dengan mengesan rembesan sitokin IFNγ dan IL-5 setelah pendedahan peptida.

Pasukan ini mendapati bahawa sel T dari individu yang divaksin menghasilkan tindak balas yang serupa terhadap peptida protein lonjakan dari VOC dan varian asalnya.

Walau bagaimanapun, sel T dari penderma yang pulih menunjukkan tindak balas yang lebih rendah terhadap varian alpha, beta, dan epsilon daripada varian asal dalam ujian sitokin.

Analisis bioinformatik

Para penyelidik kemudian ingin memahami mengapa mutasi dalam VOC tidak mempengaruhi tindak balas sel T secara signifikan.

Sel T mengenali bahagian tertentu pada peptida SARS-CoV-2 yang disebut "epitop," yang mengakibatkan pengaktifan sel T.

Oleh itu, para saintis menyiasat sama ada mutasi dalam VOC mempengaruhi epitop sel T. Mereka mempelajari ini dengan menggunakan pendekatan bioinformatik, menggunakan algoritma untuk membuat ramalan berdasarkan data eksperimen dari kajian sebelumnya.

Analisis tersebut meramalkan bahawa lebih dari 90% epitop sel CD4 + dan CD8 + T yang dicirikan dalam varian asal cenderung tidak berubah atau dipelihara dalam VOC.

Begitu juga, analisis menunjukkan bahawa mutasi pada VOC tidak mungkin mengganggu kemampuan sel-sel ini untuk mengenali epitop dan menghasilkan tindak balas imun.

Oleh itu, analisis bioinformatik menunjukkan bahawa mutasi yang terdapat dalam VOC mempunyai pengaruh kecil terhadap tindak balas sel T. Hasil ini menyokong dan melengkapkan data yang diperoleh dari eksperimen yang dijelaskan di atas.

Penemuan ini menekankan pentingnya mempertimbangkan tindak balas sel T semasa merancang vaksin. Penulis bersama kajian itu, Dr. Shane Crotty, menyatakan, "Epitop sel T dijaga dengan baik di antara varian SARS-CoV-2, jadi memasukkan sasaran sel T ke dalam vaksin COVID masa depan dapat menjadi cara yang bijak untuk memastikan varian masa depan tidak dapat lari dari vaksin-vaksin."

kesimpulan

Ketiadaan gangguan utama tindak balas sel T terhadap VOC pada individu yang terdedah kepada varian leluhur melalui vaksinasi atau jangkitan sebelumnya menunjukkan tindak balas silang sel T terhadap varian ini.

Bercakap kepada "Detonic.shop", penulis bersama kajian itu, Dr. Alba Grifoni, Ph.D., menyatakan: "Kajian kami menunjukkan bahawa pada tahap populasi, sebahagian besar tindak balas sel T dipelihara dan dapat mengenali variannya. . "

"Walaupun sel-sel T tidak dapat mencegah infeksi, mereka dapat membatasi penyebaran infeksi dan akibatnya membatasi keparahan penyakit yang disebabkan oleh varian yang sebagian melepaskan tanggapan antibodi yang disebabkan oleh jangkitan semula jadi atau vaksinasi."

Namun, Dr. Grifoni mengingatkan bahawa penemuan mereka tidak menyeluruh. Dia mengatakan, "Kajian kami tidak menangani perbezaan di semua vaksin yang ada sekarang. Kami fokus pada vaksinasi berasaskan mRNA; namun, satu kajian baru-baru ini dari makmal Barouch menunjukkan kesimpulan yang sama untuk vaksin vektor adenovirus Ad26.COV2.S. Kami belum memeriksa apakah tindak balas yang disebabkan oleh jangkitan dengan urutan varian akan dapat mengenali silang urutan nenek moyang yang terdapat dalam vaksin yang kini disetujui. "

"Dalam kajian kami, pertanyaan mendesak mengenai bagaimana sel T berperilaku dengan varian baru yang akan datang, terutama delta," tambah Dr. Grifoli.

Untuk maklumat terkini mengenai perkembangan terkini mengenai novel coronavirus dan COVID-19, klik di sini.