Video: Teie Immuunsüsteem Areneb Koroonaviiruse Variantidega Võitlemiseks
Antikehad võivad muutuda, et võidelda kuju muutva viiruse uute vormidega, viitavad teaduslikud vihjed.
Palju muret on põhjustanud avastused, et pandeemiat põhjustava koronaviiruse variandid võivad olla algsest nakkavamad. Kuid nüüd hakkavad teadlased selle mikroobide ja peremeeste vastastikmõju inimlikul küljel leidma mõningaid lootuse märke. Uurides COVID-i ellujäänute ja vaktsineeritud inimeste verd, saavad immunoloogid teada, et mõnel meie immuunsüsteemi rakul, kes mäletavad varasemaid nakkusi ja reageerivad neile, võib olla oma võime muutuda, tõrjudes viiruse mutatsioone. Teadlaste arvates tähendab see seda, et immuunsüsteem võib olla välja töötanud oma viisi variantide käsitlemiseks.
"Põhimõtteliselt üritab immuunsüsteem viirusest ette jõuda," ütleb Rockefelleri ülikooli immunoloog Michel Nussenzweig, kes viis läbi mõned hiljutised uuringud, mis seda nähtust jälgisid. Esilekerkiv idee on see, et keha säilitab lisaks algsetele rakkudele ka antikehi tootvate rakkude armeed, mis reageerisid COVID-i põhjustava viiruse SARS-CoV-2 esialgsele invasioonile. Aja jooksul mõned reservrakud muteeruvad ja toodavad antikehi, mis suudavad uusi viirusversioone paremini ära tunda. "See on tõeliselt elegantne mehhanism, mille oleme põhimõtteliselt välja arendanud, et saaksime hakkama saada näiteks variantidega," ütleb Marion Pepper, Washingtoni ülikooli immunoloog, kes ei osalenud Nussenzweigi uuringutes. Kas neid rakke ja nende antikehi on piisavalt, et pakkuda kaitset kuju muutva SARS-CoV-2 vastu, selgitatakse endiselt välja.
Eelmise aasta aprillis, kui pandeemia oli New Yorgis jõudmas esimese tipuni, asusid Nussenzweig ja tema kolleegid tegutsema ning hakkasid koguma COVID-i ellujäänute verd. Varakult teatati häirivalt reinfektsioonist ja antikehade kahanemisest ning teadlased soovisid mõista, kui kaua suudab immuunsüsteem säilitada oma võimet reageerida uuele ohule. Nad võtsid vereproove inimestelt, keda SARS-CoV-2 tabas, kuu aega pärast nakatumist ja siis uuesti kuus kuud hiljem. See, mida teadlased leidsid, oli mõnevõrra julgustav. Hilisemal kuupäeval kogutud verel oli ringlevate antikehade tase madalam, kuid see oli mõistlik, sest infektsioon oli kadunud. Ja antikehi tootvate rakkude tase, mida nimetatakse mälu B-rakkudeks, püsis mõnel inimesel aja jooksul muutumatuna või isegi tõusis. Pärast nakatumist ripuvad need rakud keha lümfisõlmedes ja säilitavad viiruse äratundmise võime. Kui inimene nakatub teist korda, aktiveeruvad mälu B rakud, toodavad kiiresti antikehi ja blokeerivad viirusel teise tõsise nakkuse tekitamise.
.
Järeltestis kloonisid Rockefelleri teadlased need reserv B-rakud ja testisid nende antikehi SARS-CoV-2 versiooni vastu, mis oli välja töötatud ühe uue variandi väljanägemise järgi. (Eksperimentaalsel viirusel puudus paljunemisvõime, mis muutis selle laboris kasutamise ohutumaks.) See viirus oli geneetiliselt muundatud spetsiifiliste mutatsioonidena selle naastvalgus - inimese rakkudesse kinnituva koronaviiruse osas. Need mutatsioonid jäljendasid mõnda neist, mis praegu murettekitavatest variantidest leiti. Kui teadlased testisid reservrakke selle muteerunud viiruse suhtes, nägid nad, et mõned rakud toodavad antikehi, mis sattusid muteerunud piigivalkude juurde, ehkki need naelu erinesid algse viiruse omadest. See tähendab, et antikehad olid aja jooksul muutunud, et ära tunda erinevaid viiruse tunnuseid. Uuring avaldati jaanuaris ajakirjas Nature. "Mida see paber meile näitab, on see, et tegelikult immuunvastus areneb - selle aja jooksul on dünaamilisi muutusi," ütleb Nussenzweig.
Hiljuti testis ta koos oma meeskonnaga kuue kuu vanuseid B-rakuklooni teiste insenertehnoloogiliste viiruste suhtes, mis jäljendavad lähemalt murettekitavaid variante, näiteks B.1.351. See variant sisaldab mutatsioonide komplekti, mida nimetatakse K417N, E484K ja N501Y. Esialgses uuringus, mida pole veel eksperdihinnangu saanud ja mis postitati veebis 8. märtsil, leidsid teadlased, et nende rakkude toodetud antikehade alamhulk näitas suuremat võimet neid kõrgelt muteerunud variante ära tunda ja blokeerida.
Seda nähtust saab seletada protsessiga, mida nimetatakse “somaatiliseks hüpermutatsiooniks”. See on üks põhjustest, miks teie immuunsüsteem võib moodustada kuni ühe tuhande miljardi erineva antikeha, hoolimata sellest, et inimese genoomis on ainult umbes 20 000 geeni. Kuude ja aastate jooksul pärast nakatumist hanguvad B-mälu rakud lümfisõlmedes ja nende antikehi kodeerivad geenid omandavad mutatsioone. Mutatsioonide tulemuseks on mitmekesisem antikehade komplekt, millel on veidi erinevad konfiguratsioonid. Rakud, mis toodavad antikehi, mis algse viiruse neutraliseerimisel on väga head, saavad immuunsüsteemi peamiseks kaitseliiniks. Kuid hoitakse ka rakke, mis valmistavad veidi erineva kujuga antikehi, selliseid, mis sissetungivat patogeeni nii kindlalt ei haara.
Selline kogumine on immunolooge pikka aega müstifitseerinud. Miks peaks teie keha teistmoodi B-rakkudest kinni hoidma? Võib-olla teeb Pepper seda nii, sest rakud võivad hästi reageerida tihedalt seotud viirusversioonidele, mis võivad hüpata. Viirused on nakatanud hoste juba miljoneid aastaid ja variandid pole uus nähtus. Peremeesorganismide elus hoidmiseks peab immuunsüsteem välja töötama mehhanismi, millega sammu pidada, ja need reservide korpused - mõned toodavad antikehi, mis võiksid paremini sobida uute viirusversioonidega - tulid kasuks. Põhimõtteliselt on elu ja surma viirusega võitlemisel hea varukoopiad. Pepper on avaldanud tulemused, mis näitavad, et COVID-ist toibunud inimestel oli mälu B-rakkude mutatsiooni suurenemine juba kolme kuu pärast.
La Jolla immunoloogiainstituudi immunoloog Shane Crotty ütleb, et varundusidee on hea. "Mälu B-rakud on teie immuunsüsteemi katse teha tulevikus oma võimalike viirusvariantide vastumeetmena oma variante," ütleb ta. Veebruaris Science'is avaldatud uuringus näitasid Crotty ja tema kolleegid, et viis kuni kaheksa kuud pärast nakatumist säilitasid patsiendid erineval määral viiruse suhtes immuunreaktsioone ja jõudsid järeldusele, et enamikul inimestel võib olla püsiv vastus. "Teie immuunsüsteem loob mälu B-rakkude raamatukogu, mis pole kõik ühesugused, et nad saaksid ära tunda asju, mis pole identsed," ütleb Crotty.
.
Kuid kas neid reservantikehi on piisavalt ja kas need on piisavalt head uute viirusversioonide neutraliseerimiseks, et meid kaitsta? Vastus sellele küsimusele on endiselt teadmata, kuid see võib olla ajastus. Walthamis (Massachusetts) tegutseva Adagio Therapeutics'i immunoloog Laura Walker avaldas hiljuti Science Immunology uuringu, mis näitas viirusevastaste ringlevate antikehade neutraliseerimisvõime kümnekordset vähenemist viie kuu pärast. Kuid nagu Nussenzweigi meeskond, leidsid ka tema ja ta kolleegid, et mälu B-rakkude populatsioon on püsiv. Walkeri rühm kloonis mitmesuguseid mälu B-rakke ja testis nende antikehi variantide suhtes. Ta ütleb, et variandid suutsid paljudest antikehadest kõrvale hoida, kuid umbes 30 protsenti jäid uute viirusosakeste külge. See tähendab, et uus nakkus võib siiski alata enne, kui B-rakuvarud suurendavad antikehade tootmist. Kuid kuigi viirus saab alguse ja nakkus võib esineda, võib B-raku vastus seda siiski piirata ja pakkuda kaitset raskete haiguste eest. "Küsimus on selles, kas neid jätkub, ja me ei tea seda veel," ütleb Walker. Kuid "ma eeldaksin, et isegi kui teie antikehade tiitrid on madalad, peaksid need siiski vältima halvimat, näiteks haiglaravi või surma."
Tõsise COVID-i eest põgenemist võiks aidata ka teine immuunsüsteemi kaitseliin: T-rakud. Need rakud ei jälgi patogeene otseselt, kuid nende alamklass otsib nakatunud rakke ja hävitab need. Immunoloogide sõnul on T-rakkudel patogeenide tuvastamisel mõnevõrra laiaulatuslik lähenemisviis - nad reageerivad viiruse eri osade fragmentidele, erinevalt B-rakkude väga naast-spetsiifilisest olemusest - ja see muudab neid vähem tõenäoliseks, et variant kuju neid petab -vahetus. 1. märtsil avaldatud uuringus, mis pole veel eksperdihinnangut läbinud, testisid Crotty ja Alessandro Sette, samuti La Jolla immunoloogiainstituudis, inimeste T-rakke, kes olid loomulikult või loomulikult kokku puutunud SARS-CoV-2-ga. vaktsineerimise kaudu. Nende T-raku vastust variandid ei summutanud. Sette ütleb, et kuigi nõrgenenud B-raku reaktsioon võib lasta viirusel jalgu saada, on usutav, et T-rakkude aktiivsus hoiab seda organismis vohamas. "Stsenaariumi korral, kus nakatumist ei takistata, võib teil olla T-raku reaktsioon, mis võib moduleerida nakkuse raskust," ütleb ta.
Järgnevatel kuudel jätkavad teadlased nende rakkude jälgimist, kasutades hiljuti välja töötatud geenijärjestuse tööriistu ja kloonimistehnikaid, et jälgida meie vastust variantidele ja uutele vaktsiinidele. Need meetodid pakuvad immunoloogidele uusi võimeid, et jälgida reaalajas elanikkonna ulatusliku infektsiooni reaktsioonide spektrit. “Meil on võime uurida ja kirjeldada immuunsüsteemi viisil, mida me pole kunagi varem suutnud. See on hämmastav aken inimese immuunvastusele,”ütleb Nussenzweig.
Koroonaviiruse puhangu kohta lugege lähemalt siit Scientific American. Ja lugege meie rahvusvahelise ajakirjade võrgustiku kajastusi siit.
