Wyniki nowych badań wskazują, że, które zwykle nie są kojarzone z odpornością, mogą pozwolić na ocenę trwałości odporności po szczepieniu. Informacje o tym opublikowano w magazynie "Nature Immunology".
Które szczepionki dają trwałą odporność?
Kiedy około 6. roku życia dzieci otrzymują drugą dawkę szczepionki przeciwko(MMR), uzyskują ochronę przed wszystkimi trzema wirusami na całe lub większość ich życia. Tymczasem skuteczność szczepionki przeciw grypie podanej w październiku zaczyna słabnąć wiosną następnego roku.
Naukowcy od dawna zastanawiają się, dlaczego przez dziesięciolecia, podczas gdy inne działają tylko kilka miesięcy. Teraz badanie prowadzone przez naukowców ze Stanford Medicine (USA) przy międzynarodowej współpracy innych ośrodków wykazało, że różnice dotyczące można częściowo przypisać komórkom krwi zwanym megakariocytami, które znane są głównie z wytwarzania płytek (trombocytów) zaangażowanych w krzepnięcie krwi.
Największa tajemnica w nauce o szczepionkach
"Pytanie, dlaczego niektóre szczepionki wywołują trwałą odporność, a inne nie, było jedną z największych tajemnic w nauce o szczepionkach" - powiedział dr Bali Pulendran, profesor mikrobiologii i immunologii Stanford Medicine "Nasze badanie definiuje molekularną sygnaturę we krwi, indukowaną w ciągu kilku dni od szczepienia, która pozwala przewidzieć trwałość odpowiedzi na szczepionkę i dostarcza wglądu w podstawowe mechanizmy leżące u podstaw tej trwałości" - wyjaśnił.
Poszukiwanie odpowiedzi immunologicznej
W badaniu z roku 2022 Pulendran i jego współpracownicy zdefiniowali "niwersalną sygnaturę", która mogłaby przewidzieć wczesną odpowiedź przeciwciał na wiele szczepionek. Jednak to i inne badania nie umożliwiły przewidzenia, jak długo będą trwały odpowiedzi dotyczące przeciwciał.
Teraz ukazał się artykuł dotyczący nowych prac. Początkowo zespół Pulendrana badał eksperymentalną szczepionkę przeciwko ptasiej grypie (H5N1) podawaną z adiuwantem - mieszanką chemiczną, która wzmacnia odpowiedź immunologiczną na antygen, ale sama w sobie nie wywołuje odpowiedzi immunologicznej.
Szczepionka przeciw ptasiej grypie
Naukowcy obserwowali 50 zdrowych ochotników, którzy otrzymali po lub dwie dawki bez adiuwantu. Pobrali próbki krwi od każdego ochotnika w kilkunastu punktach czasowych w ciągu pierwszych 100 dni po szczepieniu i przeprowadzili dogłębne analizy genów, białek i przeciwciał w każdej próbce. Następnie wykorzystali program uczenia maszynowego do oceny i znalezienia wzorców w wynikowym zestawie danych.
Program AI zidentyfikował we krwi w dniach następujących po szczepieniu sygnaturę molekularną, która była powiązana z . Sygnatura ta była głównie odzwierciedlona w maleńkich fragmentach RNA w płytkach krwi - krążących w naczyniach krwionośnych fragmentach komórek. Głównym zadaniem płytek jest zatrzymywanie krwawienia poprzez tworzenie skrzepów, co zapobiega utracie krwi.
Badania płytek krwi
Płytki krwi pochodzą z Płytki odrywają się od megakariocytów i dostają się do krwiobiegu. Często zabierają ze sobą małe fragmenty RNA z megakariocytów. Chociaż naukowcy nie mogą łatwo śledzić aktywności megakariocytów, jej wskaźnikiem mogą być płytki krwi przenoszące RNA.
Aby potwierdzić, czygrupa badawcza Puledrana podała myszom jednocześnie szczepionkę przeciwko ptasiej grypie i trombopoetynę, lek zwiększający liczbę aktywowanych megakariocytów w szpiku kostnym. I rzeczywiście, trombopoetyna doprowadziła do sześciokrotnego wzrostu poziomu przeciwciał przeciwko ptasiej grypie dwa miesiące później.
Kluczowe cząsteczki
Dalsze eksperymenty wykazały, że aktywowane megakariocyty wytwarzają kluczowe cząsteczki, które zwiększają przeżywalność plazmocytów, komórek szpiku kostnego odpowiedzialnych za wytwarzanie przeciwciał. Gdy te cząsteczki zostały zablokowane, komórki plazmatyczne przeżywały krócej w obecności megakariocytów.
"Nasza hipoteza jest taka, że megakariocyty zapewniają odżywcze, sprzyjające przetrwaniu środowisko w szpiku kostnym dla komórek plazmatycznych” - wskazał Pulendran.
Badania różnych szczepionek
Naukowcy sprawdzili, czy trend ten dotyczy również innych rodzajów szczepionek. Przyjrzeli się wcześniej zebranym danym dotyczącym reakcji 244 osób na siedem różnych szczepionek, w tym szczepionkę przeciwko grypie sezonowej, żółtej febrze, malarii i COVID-19. Te same cząsteczki RNA płytek krwi - oznaki aktywacji megakariocytów - były powiązane z trwalszą produkcją przeciwciał dla różnych szczepionek. Sygnatura molekularna pozwalała przewidzieć, które szczepionki będą działały dłużej.
Kolejny etap badań
Pulendran i jego współpracownicy planują przeprowadzić badania, które wyjaśnią, dlaczego niektóre szczepionki mogą w pierwszej kolejności stymulować wyższe poziomy aktywacji megakariocytów. Odkrycia te mogą pomóc opracować szczepionki, które skuteczniej aktywują megakariocyty i prowadzą do
Powstaną nowe testy
W międzyczasie naukowcy chcą opracować testy, aby określić, wykorzystując nowo odkrytą sygnaturę molekularną, jak długo szczepionka prawdopodobnie będzie działać. Mogłoby to pomóc przyspieszyć badania kliniczne szczepionek - często trzeba obserwować ludzi przez miesiące lub lata, aby określić trwałość - ale również pozwolić na prowadzenie spersonalizowanych planów szczepień.
Powstaną nowe testy
"Moglibyśmy opracować prosty test PCR - chip szczepionkowy - który mierzy poziom ekspresji genów we krwi zaledwie kilka dni po zaszczepieniu kogoś" -wyjaśnił Pulendran. "Mogłoby to pomóc wskazać, kto i kiedy może potrzebować dawki przypominającej" - doprecyzował. Jak dodał, na czas trwania odpowiedzi na szczepionkę prawdopodobnie wpływa szereg złożonych czynników, zaś megakariocyty mogą być tylko fragmentem większej całości.
Do badań przyczynili się naukowcy z University of Cincinnati, Emory Vaccine Center; University of California, San Diego; Icahn School of Medicine at Mount Sinai; Emory University School of Medicine; National Institutes of Health; NYU Grossman School of Medicine; Jackson Laboratory; Food and Drug Administration (USA) oraz GSK Belgium (Belgia) i Hospital Israelita Albert Einstein (Brazylia).
