В гонке против появляющихся вариантов коронавируса исследователи ищут ключи к надежной защите от COVID-19 за пределами антител.
Хайди Ледфорд
Искать этого автора в:
- Паб Мед
- Nature.com
- Google ученый
AT-клетки, нацеленные на частицы коронавируса (иллюстрация). Предоставлено: Хуан Гертнер / SPL.
Опасения по поводу вариантов коронавируса, которые могут быть частично устойчивыми к защите от антител, стимулировали возобновление интереса к другим иммунным ответам, которые защищают от вирусов. В частности, ученые надеются, что Т-клетки — группа иммунных клеток, которые могут нацеливать и уничтожать инфицированные вирусом клетки — могут обеспечить определенный иммунитет к COVID-19, даже если антитела станут менее эффективными в борьбе с болезнью.
В настоящее время исследователи разбирают доступные данные в поисках признаков того, что Т-клетки могут помочь поддерживать прочный иммунитет.
«Мы знаем, что антитела, вероятно, менее эффективны, но, возможно, Т-клетки могут спасти нас», — говорит Дайна Грейбош, аналитик по биотехнологиям инвестиционного банка SVB Leerink в Нью-Йорке. «Это имеет биологический смысл. У нас нет данных, но мы можем надеяться ».
Как изменить дизайн вакцин против COVID, чтобы они защищали от вариантов
По словам иммунолога Алессандро Сетте из Института иммунологии Ла-Хойи в Калифорнии, разработка вакцины против коронавируса в основном сосредоточена на антителах, и не зря. Антитела, особенно те, которые связываются с важнейшими вирусными белками и блокируют инфекцию, могут стать ключом к «стерилизации иммунитета», который не только снижает тяжесть заболевания, но и полностью предотвращает инфицирование.
Такой уровень защиты считается золотым стандартом, но, как правило, он требует большого количества антител, — говорит Сетте. «Это замечательно, если это может быть достигнуто, но это не всегда так», — говорит он.
Клетки-убийцы
Помимо антител, иммунная система производит батальон Т-клеток, которые могут атаковать вирусы. Некоторые из них, известные как Т-киллеры (или CD8 + Т-клетки), ищут и уничтожают клетки, инфицированные вирусом. Другие, так называемые хелперные Т-клетки (или CD4 + Т-клетки), важны для различных иммунных функций, включая стимуляцию выработки антител и Т-киллеров.
Т-клетки не предотвращают инфекцию, потому что они начинают действовать только после того, как вирус проник в организм. Но они важны для избавления от уже начавшейся инфекции. В случае COVID-19 киллерные Т-клетки могут означать разницу между легкой инфекцией и тяжелой, требующей стационарного лечения, говорит Анника Карлссон, иммунолог из Каролинского института в Стокгольме. «Если они смогут убить инфицированные вирусом клетки до того, как они распространятся из верхних дыхательных путей, это повлияет на ваше самочувствие», — говорит она. Они также могут снизить передачу, ограничив количество вируса, циркулирующего в организме инфицированного человека, а это означает, что человек выделяет меньше вирусных частиц в сообщество.
Вакцины сдерживают COVID: данные из Израиля показывают снижение числа инфекций
Т-клетки также могут быть более устойчивыми, чем антитела, к угрозам, исходящим от появляющихся вариантов. Исследования Сетте и его коллег показали, что люди, инфицированные SARS-CoV-2, обычно генерируют Т-клетки, которые нацелены как минимум на 15-20 различных фрагментов белков коронавируса1. Но то, какие фрагменты белка используются в качестве мишеней, может сильно различаться от человека к человеку, а это означает, что популяция будет генерировать большое количество Т-клеток, которые могут уловить вирус. «Из-за этого вирусу очень трудно мутировать, чтобы избежать распознавания клеток, — говорит Сетте, — в отличие от ситуации с антителами».
Поэтому, когда лабораторные тесты показали, что вариант 501Y.V2, идентифицированный в Южной Африке (также называемый B.1.351), частично устойчив к антителам, вырабатываемым против предыдущих вариантов коронавируса, исследователи задались вопросом, могут ли Т-клетки быть менее уязвимыми к его мутациям.
Первые результаты предполагают, что это может быть так. В препринте, опубликованном 9 февраля, исследователи обнаружили, что большинство ответов Т-клеток на вакцинацию против коронавируса или предыдущую инфекцию не нацелены на области, которые были мутированы в двух недавно обнаруженных вариантах, включая 501Y.V22. Сетте говорит, что его группа также имеет предварительные доказательства того, что мутации вряд ли повлияют на подавляющее большинство ответов Т-клеток.
По словам иммунолога Джона Верри из Пенсильванского университета в Филадельфии, если Т-клетки останутся активными против варианта 501Y.V2, они могут защитить от тяжелого заболевания. Но он предупреждает, что это трудно сделать из имеющихся данных. «Мы пытаемся вывести много научной и механистической информации из данных, которых на самом деле нет, — говорит он. «Мы как бы собираем все вместе и наводим мост через эти большие разрывы».
Обновление вакцин
Исследователи анализировали данные клинических испытаний нескольких вакцин против коронавируса, чтобы выяснить, не снижается ли их эффективность перед вариантом 501Y.V2. Пока что как минимум три вакцины — белковая вакцина, произведенная Novavax из Гейтерсбурга, Мэриленд, однократная вакцина, произведенная Johnson & Johnson из Нью-Брансуика, Нью-Джерси, и вакцина, произведенная AstraZeneca из Кембриджа, Великобритания, и Университета. из Оксфорда, Великобритания, были менее эффективны в защите от COVID-19 в легкой форме в Южной Африке, где преобладает вариант 501Y.V2, чем в странах, где этот вариант менее распространен.
В случае вакцины AstraZeneca результаты были особенно поразительными: вакцина была эффективна против COVID-19 в легкой форме только на 22% в выборке из 2000 человек в Южной Африке. Однако это испытание было слишком маленьким, а его участники слишком молоды, чтобы исследователи могли делать какие-либо выводы о серьезном заболевании, говорит Шейн Кротти, иммунолог из Института иммунологии Ла-Хойи.
Может ли смешивание вакцин против COVID повысить иммунный ответ?
Некоторые разработчики вакцин против коронавируса уже ищут способы разработать вакцины следующего поколения, которые более эффективно стимулируют Т-клетки. Антитела обнаруживают только белки вне клеток, и многие вакцины против коронавируса нацелены на белок, называемый шипом, который украшает поверхность вируса. Но белок-спайк «довольно вариабелен», что позволяет предположить, что он может быть подвержен мутации, говорит Карлссон, и повышает риск того, что появляющиеся варианты смогут избежать обнаружения антител.
Т-клетки, напротив, могут нацеливаться на вирусные белки, экспрессируемые внутри инфицированных клеток, и некоторые из этих белков очень стабильны, говорит она. Это увеличивает возможность создания вакцин против белков, которые мутируют реже, чем спайк, и включения мишеней из нескольких белков в одну вакцину.
Биотехнологическая фирма Gritstone Oncology из Эмеривилля, Калифорния, разрабатывает экспериментальную вакцину, которая включает генетический код для фрагментов нескольких белков коронавируса, которые, как известно, вызывают Т-клеточные ответы, а также для полного спайкового белка, чтобы гарантировать устойчивость антител. Клинические испытания должны начаться в первом квартале этого года.
Но президент Gritstone Эндрю Аллен надеется, что существующие вакцины будут эффективны против новых вариантов и что вакцина его компании никогда не понадобится. «Мы разработали это абсолютно для того, чтобы подготовиться к плохим сценариям», — говорит он. «Мы наполовину надеемся, что все, что мы сделали, было пустой тратой времени. Но хорошо быть готовым ».