Peptyd NQK-Q8 (jasny kolor), fragment białka kolczastego SARS-CoV-2, którego wirus wykorzystuje do wniknięcia do komórek, związany z rowkiem HLA-B*15:01 (pomarańczowy). Ilustracja opiera się na strukturze krystalicznej HLA-B*15:01 w kompleksie z peptydem pochodzącym od kolców NQKLIANQF z wirusa SARS-CoV-2 (PDB Entry – 8ELH) opublikowanym przez Augusto i in., 2023 (Nature). Źródło: André Luiz Lourenço

Nowe badanie pokazuje, że za mediację odpowiada powszechna zmienność genetyczna wśród ludzi SARS-CoV-2 infekcja bezobjawowa.

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego niektórzy ludzie nigdy nie zachorowali COVID 19? Badanie opublikowane niedawno w czasopiśmie Natura pokazuje, że za pośredniczenie w bezobjawowym zakażeniu SARS-CoV-2 odpowiada powszechna zmienność genetyczna wśród ludzi. Wyniki wskazują, że osoby posiadające ten wariant nigdy nie chorują po zakażeniu. To ekscytujące odkrycie było wynikiem współpracy amerykańsko-australijskiej pod przewodnictwem doktora Danillo Augusto, adiunkta na Uniwersytecie Karoliny Północnej w Charlotte; dr Jill Hollenbach, profesor na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco; oraz Stephanie Gras, profesor na Uniwersytecie La Trobe w Australii.

Rola ludzkich antygenów leukocytowych (HLA)

Badanie skupia się na grupie genów zwanych ludzkimi antygenami leukocytowymi (HLA). Te geny HLA kodują białka wykorzystywane przez układ odpornościowy do identyfikacji zdrowych komórek i odróżnienia ich od tych zakażonych bakteriami i wirusami. Układ HLA ma kluczowe znaczenie dla odpowiedzi immunologicznej, a także jest bardzo zmienny u poszczególnych osób. Ze względu na rolę HLA w zwalczaniu infekcji naukowcy zastanawiali się, czy istnieją konkretne warianty, które uczyniłyby nas bardziej chronionymi lub podatnymi na SARS-CoV-2 wirus.

Danillo Augusto, adiunkt nauk biologicznych na UNC Charlotte. Źródło: UNC Charlotte

Wyniki badań i metodologia

Hollenbach kierował gromadzeniem danych, które rozpoczęło się na początku pandemii. Najpierw przebadano 29 947 niezaszczepionych osób za pomocą aplikacji mobilnej zaprojektowanej specjalnie do śledzenia objawów Covid-19, a 1428 zgłosiło pozytywny wynik testu na obecność wirusa. Wszystkie osoby miały swoje DNA uprzednio sekwencjonowane w celu analizy ich genów HLA. Naukowcy odkryli, że osoby posiadające wariant genetyczny HLA-B*15:01 znacznie częściej pozostawały bezobjawowe po zakażeniu. Co ciekawe, ten wariant występuje u około 10% populacji. Podsumowując, osoby posiadające w genomie HLA-B*1501 nie mogły uniknąć infekcji, jednak uniknąły choroby.

Spostrzeżenia na temat odpowiedzi immunologicznej

„Postawiliśmy hipotezę, że ich układ odpornościowy może zareagować tak szybko i silnie, że wirus zostanie wyeliminowany, zanim wywoła jakiekolwiek objawy. To jak mieć armię, która już wie, czego szukać i po mundurze rozpoznaje, że to ci źli” – twierdzi Hollenbach.

Cząsteczki HLA prezentują fragmenty wirusa komórkom efektorowym układu odpornościowego w celu kontroli. W badaniu wykorzystano komórki pochodzące od osób z HLA-B*15:01, które oddały krew kilka lat przed pandemią. Wyniki wykazały, że osoby te miały komórki T pamięci przeciwko określonej cząsteczce SARS-CoV-2. Osoby, które nigdy nie miały kontaktu z SARS-CoV-2, miały już w przeszłości kontakt z innymi wirusami i rozwinęły pamięć immunologiczną przeciwko cząsteczce SARS-CoV-2.

Ich pamięć immunologiczna wywołałaby znacznie szybszą reakcję i wyjaśniłaby, dlaczego te osoby pozostały bezobjawowe. Mimo to intrygujące było to, w jaki sposób udało im się rozwinąć pamięć immunologiczną przeciwko SARS-CoV-2, nie będąc narażonymi na kontakt z tym wirusem.

Krzyżowe reakcje immunologiczne

„Powszechnie wiadomo, że inne typy koronawirusów od dziesięcioleci powodują sezonowe przeziębienia. Postawiliśmy hipotezę, że osoby te były w przeszłości narażone na sezonowe koronawirusy i w jakiś sposób osoby specyficznie będące nosicielami HLA-B*15:01 mogły szybko zabić komórki zakażone SARS-CoV-2 z powodu krzyżowo-reaktywnych odpowiedzi immunologicznych. Zatem nawet gdyby złoczyńcy zmienili mundury, armia nadal byłaby w stanie ich rozpoznać po butach lub może po tatuażu na ramionach. W ten sposób działa nasza pamięć immunologiczna, która utrzymuje nas w zdrowiu” – powiedział Augusto.

Po dokładnej analizie sekwencji genomowych wszystkich koronawirusów badanie wykazało, że ta cząsteczka SARS-CoV-2 rozpoznawana przez HLA-B*15:01 u nienarażonych osób jest bardzo podobna do cząstek wirusa z innych poprzednich koronawirusów. Badanie wykazało, że limfocyty T od osób przed pandemią mogły identyfikować cząsteczki wirusa z poprzednich koronawirusów i SARS-CoV-2 z taką samą skutecznością, pokazując struktury krystaliczne i testy powinowactwa. Oznacza to, że osoby te stworzyły pamięć immunologiczną dla poprzednich koronawirusów, ale ze względu na duże podobieństwo tej cząsteczki wirusa ich komórki T pamięci mogą również bardzo szybko rozpoznać i zabić SARS-CoV-2.

Implikacje i przyszłe badania

Wyniki pokazują mechanizm pozwalający uniknąć zachorowania na SARS-CoV-2, a grupa badawcza planuje dalsze zdobywanie wiedzy na temat reakcji na tego wirusa, co zaowocuje lepszym zrozumieniem terapii i szczepionek przeciwko COVID-19.

Więcej informacji na temat tych badań można znaleźć w artykule Demaskowanie tajemnicy COVID-19 „Super Dodgers”.

Odniesienie: „Wspólny allel HLA wiąże się z bezobjawową infekcją SARS-CoV-2” Danillo G. Augusto, Lawton D. Murdolo, Demetra SM Chatzileontiadou, Joseph J. Sabatino Jr, Tasneem Yusufali, Noah D. Peyser, Xochitl Butcher, Kerry Kizer, Karoline Guthrie, Wiktoria W. Murray, Vivian Pae, Sannidhi Sarvadhavabhatla, Fiona Beltran, Gurjot S. Gill, Kara L. Lynch, Cassandra Yun, Colin T. Maguire, Michael J. Peluso, Rebecca Hoh, Timothy J. Henrich, Steven G. Deeks, Michelle Davidson, Scott Lu, Sarah A. Goldberg, J. Daniel Kelly, Jeffrey N. Martin, Cynthia A. Vierra-Green, Stephen R. Spellman, David J. Langton, Michael J. Dewar-Oldis, Corey Smith, Peter J. Barnard, Sulggi Lee, Gregory M. Marcus, Jeffrey E. Olgin, Mark J. Pletcher, Martin Maiers, Stephanie Gras i Jill A. Hollenbach, 19 lipca 2023 r., Natura.
DOI: 10.1038/s41586-023-06331-x