Szczepionki mRNA opracowane przeciwko glikoproteinie kolczastej wirusa ciężkiego ostrego zespołu oddechowego typu 2 (SARS-CoV-2) wykazały niezwykłą skuteczność w zwalczaniu koronaawirusa 19 (COVID-19). Szczepionki te działają poprzez wywoływanie zarówno komórkowej, jak i humoralnej odpowiedzi immunologicznej przeciwko białku kolczastemu wirusa. Odporność komórkowa może odgrywać bardziej ochronną rolę niż odporność humoralna na warianty obaw (VOC) przeciwko SARS-CoV-2, ponieważ celuje w konserwatywne regiony białka kolczastego i prawdopodobnie reaguje krzyżowo z innymi wariantami.

Ponieważ pojedynczy epitop kolca jest rozpoznawany przez wiele klonów komórek T, odpowiedź komórek T indukowana szczepieniem mRNA może składać się z wielu klonów reaktywnych wobec kolców. Dlatego ważne jest zrozumienie mechanizmu komórkowej odpowiedzi immunologicznej wywołanej szczepieniem mRNA. Jednakże nie przeprowadzono jeszcze analizy rozdzielczości klonalnej odpowiedzi komórek T na szczepienie mRNA, aby zająć się tą analizą rozdzielczości klonalnej.

Aby wypełnić tę lukę, zespół naukowców pod przewodnictwem profesora nadzwyczajnego Satoshi Ueha, w tym profesora Kouji Matsushima z Uniwersytetu Naukowego w Tokio (TUS) w Japonii, pana Hiroyasu Aoki z Uniwersytetu Tokijskiego i profesora Toshihiro Ito z Nara Medical University, którego celem było opracowanie profilu kinetycznego klonów komórek T reagujących na kolce podczas powtarzalnych szczepień mRNA. W tym celu przeprowadzili podłużne sekwencjonowanie TCR na obwodowych limfocytach T 38 uczestników, którzy otrzymali szczepionkę firmy Pfizer przed szczepionką do po trzecim szczepieniu, a następnie przeanalizowali ekspresję genów w pojedynczych komórkach i specyficzność epitopową klonotypów.

Ich ustalenia, opublikowane w Raporty komórkowe ujawniło, że chociaż pierwotna odpowiedź naiwnych komórek T na ogół osiągała szczyt 10–18 dni po pierwszym zastrzyku, ekspansję „wcześnie reagujących” wykryto 7 dnia po pierwszym zastrzyku, co sugeruje, że te wczesne komórki T osoby reagujące zawierają limfocyty T pamięci przeciwko koronawirusom przeziębienia. Znaleźli także „głównego ratownika”, który rozszerzył się po drugim strzale i nie rozszerzył się wcześnie po pierwszym strzale, oraz „trzeciego ratownika”, który pojawił się i rozszerzył dopiero po trzecim strzale.

Śledząc podłużnie całkowitą częstotliwość każdego wzorca odpowiedzi, zaobserwowano, że po drugim zastrzyku nastąpiła zmiana pomiędzy klonotypami, w której główna populacja zmieniła się z osób wcześnie reagujących na osoby reagujące głównie, co sugeruje zmianę dominacji klonalnej. Podobne przesunięcie odpowiadających klonów zaobserwowano także w CD4⁺ Komórki T.

Następnie przeanalizowaliśmy fenotyp głównych respondentów po drugim i trzecim szczepieniu. Wyniki pokazały, że główni respondenci po drugim i trzecim zastrzyku składają się głównie z limfocytów T pamięci efektorowej (T_EM), z więcej ostatecznie zróżnicowany fenotyp przypominający pamięć efektorową po trzecim strzale.”

Satoshi Ueha, profesor nadzwyczajny, Uniwersytet Naukowy w Tokio

Następnie badacze zbadali zmiany repertuaru głównych respondentów i odkryli, że ekspansja głównych respondentów, która nastąpiła po drugim strzale, zmniejszyła się po trzecim strzale, a różnorodność klonalna zmniejszyła się i została częściowo zastąpiona przez trzeciego ratownika. Może to potencjalnie oznaczać, że w trzecim szczepieniu wybrano lepiej reagujące klony.

Ze względu na wywołaną szczepieniem zmianę immunodominacji epitopów kolców, badanie potwierdza model przesunięcia międzyepitopowego. Ponadto wystąpiły wewnątrzepitopowe przesunięcia klonotypów odpowiadających na szczepionkę w obrębie epitopów kolców.

Prof. Ueha wyjaśnia znaczenie tych wyników „Nasza analiza sugeruje, że komórki T mogą „pisać się na nowo” i przekształcać swoje populacje pamięci po kolejnych szczepieniach. Ta możliwość ponownego zapisu nie tylko utrzymuje liczbę komórek T pamięci, ale także utrzymuje różnorodność, która może reagować na różne warianty patogenów. Co więcej, dostrajając wymianę komórek pamięci, można opracować skuteczniejsze szczepionki, które można również dostosować do unikalnej odpowiedzi immunologicznej danej osoby.”

Ogólnie rzecz biorąc, badanie to dostarcza ważnych informacji na temat odpowiedzi komórek T wywołanych szczepionką mRNA, co będzie miało kluczowe znaczenie dla opracowania szczepionek nowej generacji zapewniających skuteczniejszą i szerszą ochronę przed wirusami.