Szczepionki COVID-19, odporność i nowe warianty: rola limfocytów T

pracownicy służby zdrowia noszący maski, przygotowujący szczepionki

  • Niektóre budzące obawy warianty SARS-CoV-2 mogą unikać przeciwciał neutralizujących u osób zaszczepionych, budząc obawy co do zdolności szczepionek do ochrony przed nimi.
  • Szczepionki COVID-19 powodują również odpowiedź komórek T, która ułatwia powrót do zdrowia po chorobie.
  • Niedawne badanie dotyczące wariantów budzących obawy u osób zaszczepionych szczepionkami Moderna i Pfizer COVID-19 wykazało, że odpowiedź limfocytów T, w przeciwieństwie do odpowiedzi przeciwciał, nie została poważnie zakłócona.
  • Wyniki te sugerują, że nienaruszona odpowiedź komórek T na warianty u osób zaszczepionych może pomóc w zapobieganiu ciężkiemu COVID-19.

Wirus SARS-CoV-2, podobnie jak inne wirusy, których materiałem genetycznym jest RNA, ma tendencję do ciągłej mutacji. W związku z tym w miarę postępu pandemii COVID-2 pojawiły się liczne warianty SARS-CoV-19.

Kilka wariantów SARS-CoV-2 wykazało zwiększoną przenośność, a Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) określiła je jako „warianty obaw (VOC)”.

Te LZO obejmują alfa (B.1.1.7), beta (B.1.351), delta (B.1.617.2) i gamma (P.1), które pochodzą z Wielkiej Brytanii, RPA, Indii i Brazylii , odpowiednio. Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) niedawno obniżyło wersję epsilon (B.1.427/429), która powstała w Stanach Zjednoczonych, z VOC do wariantu będącego przedmiotem zainteresowania.

Wcześniejsze zakażenie SARS-CoV-2 lub immunizacja szczepionką COVID-19 powoduje wytwarzanie przeciwciał neutralizujących przez limfocyty B lub komórki B. Wiążą się z białkiem kolczastym wirusa i hamują jego zdolność do infekowania komórek gospodarza.

LZO niosą mutacje w białku wypustek, które rozpoznają przeciwciała neutralizujące, potencjalnie zmniejszając odporność osób zaszczepionych na te warianty.

Na przykład szczepionka AstraZeneca jest skuteczna przeciwko wariantowi alfa, ale wykazuje drastyczny spadek skuteczności przeciwko wariantowi beta. Ponadto wariant beta wykazywał również zmniejszoną podatność na przeciwciała neutralizujące w badaniach klinicznych z użyciem tej samej szczepionki.

Sposób, w jaki nowe warianty mogą uciec przed przeciwciałami neutralizującymi, wzbudził obawy co do zdolności szczepionek do ochrony przed obecnymi i przyszłymi wariantami.

Istnieje jednak inny składnik układu odpornościowego, który obejmuje limfocyty T lub limfocyty T. Istnieją dwa główne podtypy limfocytów T: limfocyty T CD4+ i limfocyty T CD8+.

Limfocyty T CD4+, znane również jako pomocnicze limfocyty T, uwalniają białka zwane cytokinami, które pomagają uzyskać odpowiedź immunologiczną poprzez aktywację innych komórek odpornościowych.

Z drugiej strony limfocyty T CD8+ lub cytotoksyczne limfocyty T bezpośrednio zabijają komórki zakażone wirusem.

Zarówno odpowiedzi limfocytów T CD4+, jak i CD8+ mają powiązania ze zmniejszonym nasileniem choroby, co oznacza, że ​​mogą odgrywać istotną rolę w wyzdrowieniu z COVID-19. Ponadto wiadomo, że szczepionki COVID-19 wywołują reakcję tych limfocytów T.

W związku z tym osoby zaszczepione i te, które wcześniej zaraziły się wirusem, miałyby limfocyty T, które rozpoznają oryginalny wariant SARS-CoV-2 wyizolowany w Wuhan. Jednak naukowcy nie wiedzieli, czy te limfocyty T zareagują również na SARS-CoV-2 VOC.

Innymi słowy, chociaż niektóre LZO mogą unikać przeciwciał neutralizujących wytwarzanych przez komórki B po szczepieniu, ich wpływ na odpowiedź komórek T nie był znany.

W niedawnym badaniu zbadano wpływ LZO na odpowiedź limfocytów T u osób zaszczepionych szczepionkami Moderna lub Pfizer/BioNTech COVID-19 lub u których wcześniej doszło do zakażenia SARS-CoV-2.

Badania wykazały, że odpowiedź limfocytów T CD4+ i CD8+ uzyskanych od zaszczepionych osób na większość LZO była podobna do oryginalnego wariantu wyizolowanego w Wuhan.

Chociaż wielkość odpowiedzi komórek T na niektóre LZO była mniejsza niż w przypadku oryginalnego wariantu, spadek był niewielki.

Wyniki badania sugerują, że aktywacja limfocytów T po szczepieniu może zapewnić ochronę przed VOC, pomimo ich zdolności do uniknięcia neutralizacji przez przeciwciała.

Badanie ukazało się w czasopiśmie Cell Reports Medicine.

Pomiar odpowiedzi komórek T na warianty SARS-CoV-2

Aby ocenić odpowiedź limfocytów T CD4+ i CD8+ na LZO, naukowcy najpierw uzyskali próbki krwi od trzech grup dawców.

Grupy te obejmowały osoby bez wcześniejszej ekspozycji na SARS-CoV-2, osoby powracające do zdrowia lub już wyleczone po infekcji SARS-CoV-2 oraz osoby zaszczepione szczepionkami Moderna lub Pfizer/BioNTech.

Dawcy w grupie odzyskującej obejmowały osoby narażone na pierwotny wariant SARS-CoV-2, zanim LZO stały się powszechne w USA

Naukowcy wykorzystali próbki krwi do wyizolowania jednojądrzastych komórek krwi obwodowej (PBMC), subpopulacji komórek krwi, która obejmuje limfocyty T.

W przeciwieństwie do aktywacji komórek B, która następuje po rozpoznaniu białek na powierzchni wirusa lub innego patogenu, komórki T rozpoznają strawione i podzielone na peptydy białka wirusowe.

Dlatego naukowcy wykorzystali peptydy zsyntetyzowane z materiału genetycznego oryginalnego SARS-CoV-2 i VOC. Te peptydy reprezentowały wszystkie białka wytwarzane przez te warianty.

PBMC otrzymane od określonej grupy dawców inkubowano z peptydami ze specyficznego wariantu SARS-CoV-2 przez 20-24 godziny. Ekspozycja na peptydy wirusowe powoduje aktywację limfocytów T, co wiąże się ze zmianą ekspresji białek na powierzchni limfocytów T.

Po okresie inkubacji naukowcy określili ilościowo liczbę limfocytów T CD4+ i CD8+ aktywowanych w odpowiedzi na peptydy za pomocą cytometrii przepływowej. Cytometria przepływowa to technika identyfikacji i ilościowego oznaczania różnych podgrup komórek na podstawie ekspresji unikalnych białek — w tym przypadku limfocytów T aktywowanych w odpowiedzi na peptydy SARS-CoV-2.

Naukowcy zmierzyli odsetek limfocytów T CD4+ i CD8+ u zaszczepionych osób, które aktywowały się w odpowiedzi na peptydy z określonego wariantu SARS-CoV-2.

Odkryli, że nasilenie odpowiedzi komórek T CD4+ i CD8+ u osób zaszczepionych na peptydy z wariantu alfa i gamma było podobne do peptydów wariantu przodka.

Zauważyli jednak 14% i 22% spadek wielkości odpowiedzi limfocytów T CD4+ i CD8+ na peptydy beta wariantowe. Podobnie odpowiedź komórek T CD8+ na peptydy z wariantu epsilon była niższa (10%) niż w przypadku wariantów przodków.

Wyniki te pokazują, że odpowiedź komórek T na LZO u osób zaszczepionych była w dużej mierze niezmieniona.

Odpowiedź limfocytów T na peptydy białka kolczastego

LZO często niosą mutacje w genach kodujących białko kolce. Białko wypustek pośredniczy we wnikaniu SARS-CoV-2 do komórek ludzkich, podczas gdy mutacje wypustek mogą zwiększać przepuszczalność lub zapobiegać wiązaniu się z przeciwciałami neutralizującymi.

Naukowcy porównali odpowiedź limfocytów T na peptydy białka kolczastego z różnych wariantów SARS-CoV-2 za pomocą cytometrii przepływowej. Zmierzyli również odpowiedź komórek T, wykrywając wydzielanie cytokin IFNγ i IL-5 po ekspozycji na peptyd.

Zespół odkrył, że limfocyty T od zaszczepionych osób wytwarzały podobne reakcje na peptydy białka kolczastego z LZO i oryginalny wariant.

Jednak limfocyty T od odzyskanych dawców wykazywały niższą odpowiedź na warianty alfa, beta i epsilon niż oryginalny wariant w teście cytokinowym.

Analiza bioinformatyczna

Następnie naukowcy chcieli zrozumieć, dlaczego mutacje w LZO nie wpływają znacząco na odpowiedź limfocytów T.

Limfocyty T rozpoznają określone sekcje peptydów SARS-CoV-2 zwane „epitopami”, co powoduje aktywację limfocytów T.

Dlatego naukowcy zbadali, czy mutacje w LZO wpływają na epitopy komórek T. Zbadali to, stosując podejście bioinformatyczne, używając algorytmu do prognozowania na podstawie danych eksperymentalnych z poprzedniego badania.

Analiza przewidziała, że ​​ponad 90% epitopów komórek T CD4+ i CD8+ scharakteryzowanych w oryginalnym wariancie prawdopodobnie pozostaną niezmienione lub zachowane w LZO.

Podobnie analiza wykazała, że ​​mutacje w LZO prawdopodobnie nie zaburzają zdolności tych komórek do rozpoznawania epitopów i wywoływania odpowiedzi immunologicznej.

Dlatego analizy bioinformatyczne wykazały, że mutacje obecne w LZO mają niewielki wpływ na odpowiedź komórek T. Wyniki te potwierdzają i uzupełniają dane uzyskane z eksperymentów opisanych powyżej.

Odkrycia te podkreślają znaczenie uwzględnienia odpowiedzi komórek T podczas projektowania szczepionek. Współautor badania, dr Shane Crotty, zauważył: „Epitopy komórek T są dobrze zachowane wśród wariantów SARS-CoV-2, więc włączenie celów komórek T do przyszłych szczepionek COVID może być sprytnym sposobem na upewnienie się, że przyszłe warianty nie mogą uciec przed szczepionki."

wnioski

Brak poważnego zakłócenia odpowiedzi limfocytów T na LZO u osobników wystawionych na działanie wariantu przodka poprzez szczepienie lub wcześniejszą infekcję wskazuje na reaktywność krzyżową limfocytów T z tymi wariantami.

W rozmowie z "Detonic.shop" współautorka badania, dr Alba Grifoni, zauważyła: „Nasze badanie sugeruje, że na poziomie populacji większość odpowiedzi limfocytów T jest zachowana i jest w stanie rozpoznać warianty ”.

„Chociaż komórki T nie są w stanie zapobiegać infekcjom, mogą ograniczać rozprzestrzenianie się infekcji, a w konsekwencji ograniczać nasilenie choroby wywołane przez warianty, które częściowo wymykają się odpowiedziom przeciwciał wywołanym przez naturalną infekcję lub szczepienie”.

Jednak dr Grifoni ostrzegł, że ich odkrycia nie były wyczerpujące. Powiedziała: „Nasze badanie nie dotyczyło różnic między wszystkimi obecnie dostępnymi szczepionkami. Skupiliśmy się na szczepieniach opartych na mRNA; jednak niedawne badanie przeprowadzone przez laboratorium Barouch wykazało ten sam wniosek dla szczepionki z wektorem adenowirusowym Ad26.COV2.S. Nie zbadaliśmy, czy odpowiedzi wywołane przez infekcję wariantową sekwencją będą w stanie krzyżowo rozpoznać pierwotną sekwencję referencyjną obecną w obecnie zatwierdzonych szczepionkach”.

„W naszym badaniu pozostaje palące pytanie, jak zachowują się limfocyty T w przypadku nowych nadchodzących wariantów, w szczególności delta” – dodał dr Grifoli.

Aby uzyskać aktualne informacje o najnowszych wydarzeniach dotyczących nowego koronawirusa i COVID-19, kliknij tutaj.