Чому антитіла не можуть бути ключовим фактором для подолання коронавірусу за схемою "шеврон"

Прочитайте Заголовок мінус

Скануюча електронна мікрофотографія Т-лімфоцита людини (Т-клітини) із імунної системи здорового донора.

Занепокоєння щодо зменшення антитіл може бути надмірним, оскільки все більше доказів показують роль Т-клітин у імунній відповіді на коронавірус.

Зимові канікули прибули до Стокгольма наприкінці лютого, і Су Алеман спостерігала, як її шведи-шведи від'їжджали до столиці на гірськолижні канікули по Європі. Колеги Алеман з Університетської лікарні Каролінської, де вона працює дослідницею та лікарем, повернулися розслабленими та бадьорими, розповівши історії про свої дні на схилах. Але кілька жителів міста також привезли найнебажаніший сувенір: коронавірус SARS-CoV-2.

Як і більшість решти світу, незабаром Швеція опинилася в полоні спалаху. Коли Алеман взяла участь у своїй роботі над вірусами гепатиту В і С для вивчення COVID-19, вона почала проводити скринінг пацієнтів на наявність нової інфекції та ознак імунної відповіді організму. І тоді все стало дивно.

Організм повинен виробляти як захисні антитіла, які утримують вірус від вторгнення, так і Т-клітини-вбивці, які повідомляють зараженим вірусом клітинам людини знищуватись, щоб уникнути поширення вірусу. Зазвичай ці імунні відповіді з’являються в тандемі. Але у підгрупі тих, хто мав позитивний результат на COVID-19, Алеман виявив Т-клітини, але антитіл не було.

Кольорова скануюча електронна мікрофотографія клітини (зелена), яка зазнає самознищення або «апоптозу» після інфікування частинками вірусу SARS-CoV-2 (жовта), виділеними із зразка пацієнта. Зображення зроблено в Інтегрованому дослідницькому центрі NIAID у Форті Детрік, штат Меріленд.

Інші вчені у всьому світі також мали подібні висновки. Більша частина цієї роботи все ще є попередньою, і вчені не знають, що це означає з точки зору оцінки того, наскільки ефективно діятиме вакцина або наскільки захищені люди від важких форм захворювання. Але стає зрозумілим одне: антитіла можуть не розповідати всю історію, коли йдеться про імунітет до COVID-19. "Ми не повинні просто сліпо дивитись на тести на антитіла", - говорить Алеман.

"Я не знаю іншого такого вірусу", - додає Рорі де Фріз, вірусолог з Нідерландського медичного центру "Еразм". "Ми живемо в особливий час із особливим вірусом".

В і Ц імунних клітин

Оздоровчі гуру можуть закликати нас ставитись до нашого тіла як до храмів, але коли справа доходить до боротьби з патогенними мікроорганізмами, це тіло більше нагадує замок, який знаходиться в облозі. Як і будь-яка фортеця, тіло має кілька ліній захисту, щоб захистити його від інфекційних мікробів.

Вроджена імунна система - це перша лінія, і вона має на меті стримувати будь-якого потенційного зловмисника, роблячи тіло якомога негостиннішим для них, підвищуючи температуру тіла за допомогою лихоманки та атакуючи збудників токсичних хімічних речовин. Він діє як надмірно запеклий охоронець і реагує на будь-які ознаки того, що клітина або білок не є власним організмом.

Навіть ці сили безпеки можуть бути пригнічені і перевершені патогенами, які створили стелс, щоб уникнути імунної системи та протистояти запальним реакціям, спрямованим на зупинку мікробів. Коли це трапляється, адаптаційна імунна система починає діяти - і саме тоді ми бачимо такі речі, як антитіла та Т-клітини. Ці захисні сили з’являються після вторгнення збудника, і організм дізнався, яку загрозу він представляє.

В-клітини виробляють антитіла, невеликі білки, які розпізнають певні шматочки збудника, відомі як епітопи. Якщо достатня кількість антитіл зв’язується з вірусом, він не може потрапити в клітини організму, щоб зробити його копії, а отже, не може захворіти. Так само клітини-вбивці розпізнають епітопи, що відображаються зараженими вірусом клітинами, і спонукають клітини до самознищення.

Це процес, який еволюціонував протягом сотень мільйонів років, і всі різні частини імунної системи, як правило, працюють безперебійно.

Коли організм активно бореться з патогеном, він мобілізує велику кількість антитіл і Т-клітин. У наступні тижні та місяці ці цифри можуть повільно зменшуватися. Це нормально і навіть корисно, сказав Ніколас Вабре, імунолог медичної школи Маунт-Сінай у Нью-Йорку.

"Якби антитіла не зменшувались, з часом в крові були б лише антитіла, в яких не було місця ні для чого іншого", - говорить він.

Але захист не повністю випарувалася після цієї початкової облоги. Частина В-клітин і Т-клітин формує спогади про минулих загарбників, тоді як низький рівень антитіл продовжує циркулювати в крові. Протягом місяців або навіть років ці сили продовжують патрулювати кров, селезінку, кістковий мозок та лімфатичні вузли, вбудовані в різні органи, ще довго після того, як інфекція закінчиться, тому, якщо організм знову побачить того самого збудника, він може швидше реагувати.

Іноді у інфікованої людини навіть не виникає симптомів. В інших випадках захворювання може бути дуже легким. Кількість і тип антитіл і Т-клітин, присутніх після інфекції, можуть сказати вченим, наскільки вакцина може захистити людей.

Більше, ніж зменшення антитіл

Історично під час епідемій вчені зосереджувались на реакціях антитіл, а не на Т-клітинах, оскільки антитіла легше вимірювати в лабораторії. Антитіла можна виявити безпосередньо у зразку крові, пояснює Даніела Вейскопф, імунолог Інституту імунології Ла Джолла в Каліфорнії.

Однак, коли Weiskopf хоче помітити відповідь Т-клітин, їй доводиться відтворювати ряд етапів, які Т-клітини використовують для ідентифікації патогена. По-перше, вона синтезує бібліотеку всіх можливих крихітних епітопів, які Т-клітини можуть розпізнати. Потім їй потрібно виділити Т-клітини з крові та протестувати їх проти всіх різних білкових епітопів, щоб побачити, які з них взаємодіють з клітинами.

Для більшості вірусів реакції антитіл та Т-клітин зазвичай збігаються за термінами та силою відповіді, тому вчені, як правило, покладаються лише на тести на антитіла, оскільки вони швидші, дешевші та простіші у введенні. Деякі набори для тестування на антитіла можуть надати результати за лічені хвилини або години, тоді як тести на Т-клітини потрібно надсилати до спеціалізованої лабораторії.

"Тестувати відповідь Т-клітин у великих зразках просто не практично", - каже Вейскопф.

Але коли Алеман та інші вірусологи та імунологи почали звертати свою увагу на COVID-19, почала з’являтися інша історія. Алеман та її колеги почали вивчати, як формується імунітет у людей, які мали позитивний тест на ГРВІ-CoV-2, а також їх тісні контакти, деякі з яких, імовірно, піддавалися дії вірусу, навіть якщо вони не хворіли. Як і слід було очікувати, у госпіталізованих людей розвинулись сильні реакції антитіл та Т-клітин на ГРВІ-CoV-2. Але дві третини тісних контактів, які протікали безсимптомно, показали подальшу відповідь Т-клітин, хоча тести не виявили антитіл.

"Це було дуже дивно і дуже дивно", - говорить Алеман. Результати дослідження, опубліковані 29 червня без експертної перевірки через медичну службу переддруку medRxiv, не виявили, чи ніколи у цих осіб не вироблялися антитіла, чи вони швидко знижувались до невизначуваних рівнів. Незважаючи на це, звіт негайно висловив занепокоєння щодо вакцини, оскільки стимулювання вироблення антитіл є ключовою стратегією, за допомогою якої імунізація захищає від хвороб.

Про це очевидне зниження антитіл було зареєстровано знову 21 липня у 34 осіб із легкими інфекціями COVID-19. Якщо деякі люди, інфіковані ГРВІ-CoV-2, не виробляють антитіла, це може означати, що вони можуть не реагувати на вакцину.

Т-клітини на допомогу?

Імунолог Адріан Хейдей з лондонського Королівського коледжу менше хвилюється. Незважаючи на те, що Т-клітини важче виміряти і, можливо, не запобігають повторній інфекції, вони відіграють важливу роль у здатності організму запам'ятовувати минулі інфекції та захищати когось від важких захворювань.

"Здається, Т-клітини можуть бути для вас справді корисними при цій інфекції", - говорить Хейдей, вказуючи на кілька нових статей про ГРВІ-CoV-2 та інші коронавіруси.

SARS-CoV-2 - один із семи відомих коронавірусів, які можуть заражати людей. Оригінальний вірус ГРВІ зник після створення великих спалахів у 2003 році, а близькосхідний респіраторний синдром (MERS) заразив лише невелику кількість людей на Близькому Сході та в Північній Африці. Чотири інші коронавіруси широко циркулюють і викликають застуду.

Імунітет проти застуди коронавірусами триває лише рік-два, саме тому нюхання і задуха залишаються поширеною частиною життя. Однак пацієнти, інфіковані оригінальним вірусом ГРВІ, все ще мали Т-клітини пам'яті, які реагували на білки вірусу через 17 років, недавно повідомив імунолог Антоніо Бертолеттіат Дюк-НУС в Сінгапурі. Природа. Ці самі Т-клітини пам'яті також реагували на SARS-CoV-2. Це те, що Бертолетті запевняє для COVID-19.

"Навіть якщо Т-клітини не запобігають повторній інфекції, ви можете не захворіти", - говорить він.

Так само Лейф Ерік Сандер, лікар-інфекціоніст з Університетської лікарні Шаріте в Берліні, виявив, що 83 відсотки з 25 хворих на COVID-19 у Німеччині виробляли допоміжні Т-клітини, двоюрідного брата сорту вбивць, названого так за їх здатність сприяти стимулюванню вироблення антитіл. . Ці клітини змогли реагувати на спайковий білок, який покриває SARS-CoV-2. Сандер та його колеги також виявили, що третина з 68 людей, які ніколи не зазнавали впливу нового коронавірусу, також мали ці Т-клітини-помічники. Хоча Сандер поки не може сказати напевно, він підозрює, що ці Т-клітини спочатку були виготовлені для захисту від простудного коронавірусу.

A Наука стаття, опублікована 4 серпня Weiskopf та його колегами, підтримує цю гіпотезу та натякає на те, що попередній імунітет до цих простудних коронавірусів може допомогти пояснити, чому у деяких людей відсутні симптоми. Оскільки COVID-19 має деяку схожість із цими вірусами, деякі Т-клітини можуть реагувати на обидва патогени. Однак для цієї ідеї ще дуже рано.

"Ми справді не знаємо, як Т-клітини пов'язані з тяжкістю захворювання", - говорить він.

Вейскопф, співробітник імунолога Інституту Ла Холла Алессандро Сетте, та де Фріз також провели глибокий аналіз імунної відповіді 20 дорослих, які одужали від COVID-19. Вони виявили, що, хоча антитіла розвиваються переважно до білка, що покриває вірус, Т-клітини можуть реагувати на епітопи зсередини та зовні вірусу. Їх результати були опубліковані в Клітинка.

Це хороша новина для вакцини, каже де Фріз, оскільки це означає, що навіть якщо білки зовнішнього спайку мутуватимуть з часом, Т-клітини все одно зможуть забезпечити певний захист, оскільки вони розпізнають інші частини вірусу, які менш схильні до змін.

Ще ніхто не може сказати, що ці реакції Т-клітин означають з точки зору профілактики та зараження, або як довго вони можуть тривати. Потенційні попередні реакції Т-клітин ще можуть вплинути на те, наскільки вакцина захищає людей, говорить Сандер.

"Ми маємо справу з цим вірусом уже півроку, - каже Вейскопф, - тому ми не можемо знати, що може статися через 12 місяців".