Cercetătorii au identificat o barieră biologică ce limitează eficiența vaccinurilor mucoase
O barieră biologică consistentă a fost descoperită, aceasta împiedicând sistemul imunitar să producă anticorpii necesari pentru a proteja nasul și gâtul de virusurile respiratorii.
Această descoperire, realizată de cercetătorii de la Universitatea Surrey, în colaborare cu University College London, ar putea ghida proiectarea unei noi generații de vaccinuri destinate să ofere protecție în punctul de infectare.
Studiul, publicat în Cell Reports Medicine, a urmărit 15 adulți sănătoși, fără expunere anterioară la SARS-CoV-2, care au primit două doze ale vaccinului Moderna mRNA-1273. Probele de sânge au fost prelevate la fiecare două zile în primele trei săptămâni după prima doză, cu probe suplimentare la săptămânile 8, 10 și 12, iar din nou la șase luni. Rezultatul este o cronologie detaliată a răspunsului imun uman pentru prima dată, combinând aproape 3,8 milioane de secvențe de gene ale anticorpilor cu analiza celulară unică a celulelor B responsabile pentru producerea anticorpilor.
Un aspect central al constatărilor este un proces numit recombinare a schimbării clasei, prin care celulele B își schimbă permanent tipul de anticorp pe care îl produc. Echipa a descoperit că trecerea între aceste tipuri urmează o cale bine definită pe genom, celulele mișcându-se prin tipurile de anticorpi în ordine de-a lungul timpului, în loc să sară liber între ele.
În rândul tuturor participanților, procesul s-a oprit constant la un gen numit IGHG2, situat aproximativ la jumătatea secvenței. Dincolo de acest punct, trecerea către tipuri suplimentare de anticorpi a fost rară și limitată la un număr mic de subtipuri specifice de celule B. Această barieră a apărut indiferent de specificitatea celulelor pentru vaccin, sugerând că este o caracteristică fundamentală a modului în care funcționează sistemul imunitar uman.
Consecința este că vaccinul mRNA a generat un răspuns puternic în anticorpi IgG1 (care circulă în sânge și reduc severitatea bolii), dar a produs foarte puțini anticorpi IgA2 (tipul de anticorp care protejează suprafețele mucoase). Deoarece virusurile respiratorii, inclusiv SARS-CoV-2, pătrund în organism prin nas, gât și plămâni, răspunsul limitat IgA2 ar putea explica de ce unii indivizi vaccinați rămân susceptibili la infecție și pot continua să transmită virusul.
„Am știut de ceva vreme că schimbarea clasei anticorpilor urmează anumite reguli biologice, dar consistența și precizia acestei bariere la IGHG2 în răspunsul uman pentru prima dată reprezintă o noutate. Detaliile pe care le avem aici schimbă modul în care percepem capacitățile și limitările sistemului imunitar în fața unui vaccin pentru prima dată. Următoarea întrebare este dacă putem proiecta vaccinuri care să depășească selectiv această barieră pentru a produce o protecție mai puternică acolo unde este cel mai necesară”, a spus un cercetător implicat în studiu.
Cercetarea a contestat, de asemenea, o presupunere de lungă durată privind modul în care anticorpii sunt rafinați. Se considera că schimbarea clasei și mutația hiperominală somatică (procesul prin care anticorpii sunt ajustați progresiv pentru a se potrivi mai bine țintei) au loc în paralel. În acest studiu, schimbarea clasei a avut loc rapid în săptămânile care au urmat vaccinării, dar rafinarea semnificativă a anticorpilor nu a fost detectabilă până la șase luni după prima doză. Cele două procese au fost, în esență, separate.
„Ceea ce ne-a surprins a fost că aceste celule B schimbau tipurile de anticorpi foarte eficient în primele săptămâni după vaccinare, dar rafinarea acestor anticorpi abia începea până mult mai târziu. Această separare ne oferă informații importante despre structura răspunsului imun și ar putea avea implicații pentru modul în care gândim despre momentul administrării dozelor booster în programele de vaccinare,” a menționat un alt colaborator al studiului.
Echipa de cercetare a descoperit, de asemenea, că după a doua doză de vaccin, subtipurile de celule B cunoscute sub numele de „double negative” (DN) s-au extins semnificativ în rândul celulelor B specifice antigenului urmărite în studiu. Celulele DN au fost asociate cu infecții cronice, afecțiuni autoimune și vârstnicie.
„Există multe mai multe tipuri de celule B decât ai putea crede citind manualele, iar noi abia acum începem să înțelegem rolul pe care acestea îl pot juca în sistemul imunitar. Ar putea fi că celulele B non-tradiționale sunt favorizate de platforma mRNA, care declanșează un semnal de interferon cunoscut pentru a promova un tip de activare a imunității care ocolește centrele germinale unde anticorpii sunt de obicei rafinați. Aceste descoperiri merită o investigație suplimentară,” a adăugat un alt expert din echipa de cercetare.
Setul de date generat de acest studiu, combinând secvențierea genelor bulk și la nivel de celulă unică cu citometria de flux și serologia pe parcursul a mai mult de 20 de momente temporale pentru fiecare participant, va fi disponibil public pentru a susține cercetările viitoare în domeniul designului vaccinurilor, biologiei celulelor B și reglementarea schimbării clasei anticorpilor.
