Vakcíny COVID-19, imunita a nové varianty: Úloha T buniek

zdravotnícki pracovníci nosiaci masky, pripravujúci vakcíny

  • Niektoré znepokojujúce varianty SARS-CoV-2 sa môžu vyhnúť neutralizujúcim protilátkam u očkovaných osôb, čo vyvoláva obavy týkajúce sa schopnosti vakcín proti nim chrániť.
  • Vakcíny COVID-19 tiež vedú k reakcii T buniek, ktorá uľahčuje zotavenie z choroby.
  • Nedávna štúdia skúmajúca varianty obáv u jedincov imunizovaných vakcínami Moderna a Pfizer COVID-19 zistila, že odpoveď T buniek, na rozdiel od odpovede protilátky, nebola významne narušená.
  • Tieto výsledky naznačujú, že intaktná reakcia T buniek na varianty u očkovaných jedincov môže pomôcť zabrániť závažnému COVID-19.

Vírus SARS-CoV-2, rovnako ako iné vírusy, ktorých genetickým materiálom je RNA, má tendenciu neustále mutovať. V dôsledku toho sa s vývojom pandémie COVID-2 objavilo veľa variantov SARS-CoV-19.

Niekoľko variantov SARS-CoV-2 preukázalo zvýšenú prenosnosť a Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) ich označila ako „varianty vzbudzujúce obavy (VOC)“.

Medzi tieto VOC patria alfa (B.1.1.7), beta (B.1.351), delta (B.1.617.2) a gama (P.1), ktoré pochádzajú zo Spojeného kráľovstva, Južnej Afriky, Indie a Brazílie , resp. Centrá pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) nedávno znížili variant epsilonu (B.1.427 / 429), ktorý vznikol v Spojených štátoch, z VOC na zaujímavý variant.

Predchádzajúca infekcia SARS-CoV-2 alebo imunizácia vakcínou COVID-19 vedie k produkcii neutralizujúcich protilátok pomocou B lymfocytov alebo B buniek. Viažu sa na špičkový proteín vírusu a inhibujú jeho schopnosť infikovať hostiteľské bunky.

VOC nesú mutácie na špičkovom proteíne, ktoré rozpoznávajú neutralizujúce protilátky, čo potenciálne znižuje imunitu očkovaných jedincov voči týmto variantom.

Napríklad vakcína AstraZeneca je účinná proti variantu alfa, ale vykazuje drastický pokles účinnosti proti variantu beta. Okrem toho variant beta tiež vykazoval zníženú náchylnosť na neutralizáciu protilátok v klinických skúškach obsahujúcich rovnakú vakcínu.

Ako môžu nové varianty uniknúť neutralizujúcim protilátkam, vyvolalo obavy zo schopnosti vakcín chrániť pred súčasnými a budúcimi variantmi.

Existuje však ešte jedna zložka imunitného systému, ktorá zahŕňa T lymfocyty alebo T bunky. Existujú dva hlavné podtypy T buniek: CD4 + T bunky a CD8 + T bunky.

CD4 + T bunky, tiež známe ako pomocné T bunky, uvoľňujú proteíny nazývané cytokíny, ktoré pomáhajú vyvolať imunitnú odpoveď aktiváciou ďalších imunitných buniek.

Na druhej strane CD8 + T bunky alebo cytotoxické T bunky priamo zabíjajú bunky infikované vírusom.

Odpovede CD4 + aj CD8 + T buniek majú väzby so zníženou závažnosťou ochorenia, čo znamená, že môžu hrať zásadnú úlohu pri zotavení z COVID-19. Ďalej je známe, že vakcíny COVID-19 vyvolávajú reakciu z týchto T buniek.

Preto by očkovaní jedinci a tí, ktorí sa predtým nakazili vírusom, mali T bunky, ktoré rozpoznávajú pôvodný variant SARS-CoV-2 izolovaný vo Wu-chane. Vedci však nevedeli, či tieto T bunky budú reagovať aj na VOC SARS-CoV-2.

Inými slovami, zatiaľ čo niektoré VOC sa môžu po očkovaní vyhnúť neutralizačným protilátkam produkovaným B bunkami, ich účinok na reakciu T buniek nebol známy.

Nedávna štúdia skúmala vplyv VOC na reakciu T buniek u jedincov imunizovaných vakcínami Moderna alebo Pfizer / BioNTech COVID-19 alebo u tých, ktorí predtým ochoreli na infekciu SARS-CoV-2.

Výskum zistil, že odpoveď CD4 + a CD8 + T buniek získaných od očkovaných jedincov na väčšinu VOC bola podobná ako pri pôvodnom variante izolovanom vo Wu-chane.

Aj keď veľkosť reakcie T buniek na niektoré VOC bola nižšia ako v pôvodnom variante, pokles bol mierny.

Výsledky štúdie naznačujú, že aktivácia T buniek po očkovaní môže poskytnúť ochranu proti VOC napriek ich schopnosti uniknúť neutralizácii pomocou protilátok.

Štúdia sa objavuje v časopise Cell Reports Medicine.

Meranie reakcií T buniek na varianty SARS-CoV-2

Na posúdenie odpovede CD4 + a CD8 + T buniek na VOC vedci najskôr získali vzorky krvi od troch darcovských skupín.

Tieto skupiny zahŕňali jednotlivcov bez predchádzajúcej expozície SARS-CoV-2, tých, ktorí sa zotavujú alebo sa už zotavili z infekcie SARS-CoV-2, a ľudí očkovaných vakcínami Moderna alebo Pfizer / BioNTech.

Medzi darcov v skupine, ktorá sa zotavuje, boli darcovia, ktorí boli vystavení pôvodnému variantu SARS-CoV-2 predtým, ako sa v USA rozšírili VOC.

Vedci použili krvné vzorky na izoláciu mononukleárnych buniek periférnej krvi (PBMC), čo je subpopulácia krvných buniek, ktorá zahŕňa T lymfocyty.

Na rozdiel od aktivácie B buniek, ku ktorej dochádza pri rozpoznávaní proteínov na povrchu vírusu alebo iného patogénu, T bunky rozpoznávajú vírusové proteíny trávené a štiepené na peptidy.

Vedci preto použili peptidy syntetizované z genetického materiálu pôvodného SARS-CoV-2 a VOC. Tieto peptidy predstavovali všetky proteíny produkované týmito variantmi.

PBMC získané od konkrétnej darcovskej skupiny sa inkubovali s peptidmi zo špecifického variantu SARS-CoV-2 po dobu 20–24 hodín. Expozícia vírusovým peptidom vedie k aktivácii T buniek, čo zahŕňa zmenu expresie proteínov na povrchu T buniek.

Po inkubačnej dobe vedci kvantifikovali počet CD4 + a CD8 + T buniek aktivovaných v reakcii na peptidy pomocou prietokovej cytometrie. Prietoková cytometria je technika na identifikáciu a kvantifikáciu rôznych podskupín buniek na základe expresie jedinečných proteínov - v tomto prípade sa T bunky aktivujú v reakcii na peptidy SARS-CoV-2.

Vedci merali percento CD4 + a CD8 + T buniek u očkovaných jedincov, ktoré sa aktivovali v reakcii na peptidy zo špecifického variantu SARS-CoV-2.

Zistili, že veľkosť odpovedí CD4 + a CD8 + T buniek u očkovaných jedincov na peptidy z alfa a gama variantu bola podobná ako v prípade peptidov variantov predkov.

Zaznamenali však 14% a 22% pokles rozsahu odpovede CD4 + a CD8 + T buniek na beta variantné peptidy. Podobne bola odpoveď CD8 + T buniek na peptidy z variantu epsilon nižšia (10%) ako pôvodné varianty.

Tieto výsledky ukazujú, že reakcia T buniek na VOC u očkovaných jedincov nebola do značnej miery ovplyvnená.

Reakcia T buniek na špičkové proteínové peptidy

VOC často nesú mutácie v génoch, ktoré kódujú proteín špice. Špičkový proteín sprostredkováva vstup SARS-CoV-2 do ľudských buniek, zatiaľ čo špičkové mutácie môžu zvýšiť prenosnosť alebo zabrániť väzbe na neutralizujúce protilátky.

Vedci porovnali reakciu T buniek s peptidmi špičkových proteínov z rôznych variantov SARS-CoV-2 pomocou prietokovej cytometrie. Tiež merali reakciu T buniek detekciou sekrécie cytokínov IFNy a IL-5 po expozícii peptidu.

Tím zistil, že T bunky od očkovaných jedincov vyvolali podobné reakcie na peptidy špičkových proteínov z VOC a pôvodného variantu.

Avšak T bunky od zotavujúcich sa darcov vykazovali nižšiu odpoveď na alfa, beta a epsilon variant ako pôvodný variant v cytokínovom teste.

Bioinformatická analýza

Vedci potom chceli pochopiť, prečo mutácie vo VOC významne neovplyvňujú reakciu T buniek.

T bunky rozpoznávajú špecifické časti peptidov SARS-CoV-2 nazývané „epitopy“, čo vedie k aktivácii T buniek.

Vedci preto skúmali, či mutácie VOC ovplyvňujú epitopy T buniek. Študovali to pomocou prístupu bioinformatiky a pomocou algoritmu vytvorili predpovede na základe experimentálnych údajov z predchádzajúcej štúdie.

Analýza predpovedala, že viac ako 90% epitopov CD4 + a CD8 + T buniek charakterizovaných v pôvodnom variante pravdepodobne zostane nezmenených alebo konzervovaných vo VOC.

Analýza podobne ukázala, že mutácie vo VOC pravdepodobne nenarušia schopnosť týchto buniek rozpoznávať epitopy a vyvolávať imunitnú odpoveď.

Bioinformatické analýzy preto preukázali, že mutácie prítomné vo VOC majú malý vplyv na reakciu T buniek. Tieto výsledky podporujú a dopĺňajú údaje získané z experimentov opísaných vyššie.

Tieto objavy zdôrazňujú dôležitosť zohľadnenia odpovede T buniek pri navrhovaní vakcín. Spoluautor štúdie, Dr. Shane Crotty, poznamenal: „Epitopy T buniek sú medzi variantmi SARS-CoV-2 dobre konzervované, takže začlenenie cieľov T buniek do budúcich vakcín COVID by mohlo byť šikovným spôsobom, ako zabezpečiť, aby budúce varianty nemohli uniknúť vakcíny."

Závery

Absencia závažného narušenia reakcie T buniek na VOC u jedincov vystavených variantu predkov očkovaním alebo predchádzajúcou infekciou ukazuje krížovú reaktivitu T buniek k týmto variantom.

V rozhovore pre "Detonic.shop" spoluautor štúdie, Dr. Alba Grifoni, Ph.D., poznamenal: „Naša štúdia naznačuje, že na populačnej úrovni je väčšina reakcií T buniek zachovaná a sú schopné rozpoznať varianty. . “

"Aj keď T bunky nie sú schopné zabrániť infekciám, môžu obmedziť šírenie infekcie a následne obmedziť závažnosť ochorenia vyvolanú variantmi, ktoré čiastočne unikajú odpovediam protilátok vyvolaným prirodzenou infekciou alebo očkovaním."

Doktor Grifoni však varoval, že ich zistenia nie sú komplexné. Povedala: „Naša štúdia sa nezaoberala rozdielmi vo všetkých momentálne dostupných vakcínach. Zamerali sme sa na očkovanie na základe mRNA; nedávna štúdia z laboratória Barouch však ukázala rovnaký záver aj pre adenovírusovú vektorovú vakcínu Ad26.COV2.S. Neskúmali sme, či odpovede vyvolané infekciou variantnou sekvenciou budú schopné krížovo rozpoznať referenčnú sekvenciu predkov prítomnú v súčasne schválených vakcínach. “

"V našej štúdii zostáva naliehavou otázkou, ako sa správajú T bunky pri nových pripravovaných variantoch, najmä pri delte," dodal Dr. Grifoli.

Aktuálne informácie o najnovšom vývoji týkajúceho sa nového koronavírusu a COVID-19 nájdete tu.