Międzynarodowy zespół naukowców z Wydziału Biologii i Biotechnologii Uniwersytetu HSE odkrył związek między pewnymi cechami genetycznymi układu odpornościowego a zdolnością jednostki do skutecznego przeciwstawienia się nowym falom COVID-19. Zatem profil HLA klasy 1 danej osoby określa jej zdolność do rozwijania odporności komórek T, która jest skuteczna przeciwko nowym formom wirusa. Artykuł ukazał się w PeerJ.

Wariant SARS-CoV-2 Delta, który wywołał trzecią falę COVID-19 w połowie 2021 roku, okazał się bardziej zaraźliwy niż wcześniejsze warianty SARS-CoV-2. Ponadto stwierdzono, że mutacje białek w wariancie Delta znacznie zmniejszają efekt nabytej odporności humoralnej na COVID-19 z wcześniejszego zakażenia lub szczepienia.

Odporność nabytą na infekcje zapewniają w dużej mierze limfocyty T – komórki układu odpornościowego, które po zakażeniu wykrywają obce antygeny i wyzwalają odpowiedź immunologiczną. To jest rola receptorów komórek T (lub TCR), specjalnych receptorów na powierzchni komórek T.

TCR są odpowiedzialne za rozpoznawanie patogenów. Mogą „zapamiętywać” wcześniej napotkane antygeny i szybciej wywołać odpowiedź immunologiczną następnym razem, chroniąc w ten sposób organizm przed ponowną infekcją tym samym wirusem.

Cząsteczki ludzkiego antygenu leukocytarnego klasy I (HLA-I) pomagają TCR rozpoznawać patogeny. Cząsteczki HLA-I wiążą się z cząsteczkami patogenu i prezentują je na powierzchni zakażonej komórki, gdzie mogą zostać rozpoznane przez receptory limfocytów T.

Indywidualny zestaw genów HLA-I jest unikalny. Jest to główny powód, dla którego infekcje wirusowe dotykają ludzi w różnym stopniu nasilenia. W szczególności, jak wcześniej wykazali badacze HSE, indywidualny genotyp HLA-I determinuje predyspozycje do ciężkich postaci COVID-19.

Do tej pory jednak genotypy pacjentów badano tylko w odrębnych falach pandemii koronawirusa. Od tego czasu zarówno wirus, jak i podatność ludzi na niego znacznie się zmieniły.

Naukowcy porównali genotypy HLA-I pacjentów z COVID-19 w pierwszej i trzeciej fali pandemii. Analizie poddano genomy pacjentów z COVID-19, w tym 147 pacjentów z pierwszej fali (od maja do sierpnia 2020 r.) oraz 219 pacjentów z trzeciej fali (od czerwca do lipca 2021 r.).

Naukowcy przeprowadzili typowanie HLA za pomocą sekwencjonowania nowej generacji (NGS), które identyfikuje warianty genów (alleli) u konkretnego osobnika. Następnie naukowcy porównali częstość występowania alleli między grupami pacjentów.

W trzeciej fali znaleźli o połowę mniej pacjentów z allelem HLA-A*01:01 niż w pierwszej fali. Inne warianty genów HLA-I były równie powszechne w obu grupach.

Wcześniej uważano, że allel HLA-A*01:01 jest związany z wyższym ryzykiem infekcji i ciężkim przebiegiem COVID-19. Ale teraz naukowcy sugerują, że ten allel może być bardziej korzystny niż wcześniej sądzono. Fakt, że występuje znacznie rzadziej wśród pacjentów z trzecią falą, może wskazywać, że nosiciele tego allelu rozwinęli silną odporność komórek T na COVID-19.

HLA-A*01:01 wiąże się głównie z peptydami pochodzącymi z regionu ORF1ab genomu SARS-CoV-2. ORF1ab jest uważana za konserwatywną część genomu, co oznacza, że ​​jest mniej podatna na mutacje niż inne regiony. Przypuszczalnie układy odpornościowe nosicieli HLA-A*01:01 nauczyły się wykrywać COVID-19 pomimo mutacji.

Wcześniej wykazaliśmy, że nosiciele HLA-A*01:01 są bardziej narażeni na ciężki przebieg COVID-19. Jednak znaczna część pacjentów, w tym nosiciele HLA-A*01:01, ma łagodną lub nawet bezobjawową postać COVID-19. Powodem, dla którego stwierdziliśmy spadek liczby nosicieli tego allelu wśród pacjentów z trzecią falą, może być to, że duża liczba tych pacjentów była już zakażona do czasu uderzenia trzeciej fali i wytworzyła silną odporność komórek T, umożliwiając aby tym razem uniknąć hospitalizacji”.

Maxim Shkurnikov, kierownik Laboratorium HSE do badań nad molekularnymi mechanizmami długowieczności

Ponadto tak zwane „komórki T pamięci” przeważają u byłych pacjentów z COVID-19 z allelem HLA-A*01:01; komórki te przechowują informacje o infekcji przez długi czas po jej wyeliminowaniu, co pozwala im na uzyskanie szybkiej odpowiedzi immunologicznej po ponownym narażeniu.

Wyniki badania sugerują, że układy odpornościowe nosicieli alleli HLA-A*01:01 są bardziej skuteczne w zapamiętywaniu i rozpoznawaniu COVID-19 niezależnie od jego mutacji. Potwierdza to możliwość genetycznej predyspozycji do ciężkiego przebiegu COVID-19. Odkrycia te mogą również pomóc w opracowaniu skutecznych szczepionek przeciwko COVID-19 ukierunkowanych na region genomu ORF1ab.