Τι αποκαλύπτει η παραλλαγή Όμικρον για την ανθρώπινη ανοσία (φωτο)

Κανείς δεν περίμενε πόσο γρήγορα θα σάρωνε τον πλανήτη η παραλλαγή Όμικρον. Αν και το κύμα της παραλλαγής έχει αρχίσει να υποχωρεί σταδιακά σε πολλές χώρες, ο αριθμός των κρουσμάτων εξακολουθεί να αυξάνεται.

Η συγκεκριμένη παραλλαγή παρουσίασε στους ανοσολόγους έναν νέο γρίφο. Τα αρχικά δεδομένα, σύμφωνα με το Nature, υποδηλώνουν ότι τα υπάρχοντα εμβόλια που έχουν σχεδιαστεί για το αρχικό στέλεχος του SARS-CoV-2, δεν παρέχουν απόλυτη προστασία από τη μόλυνση, παρόλο που φαίνεται να μειώνουν τον κίνδυνο νοσηλείας ή θανάτου. Ωστόσο, η αναμνηστική δόση φαίνεται να βοηθάει. Μια έκθεση διαπίστωσε ότι η τρίτη δόση παρέχει περίπου 60-70% προστασία από τη μόλυνση δύο εβδομάδες μετά.

Γιατί όμως μια τρίτη δόση ενός εμβολίου που στοχεύει στην πρωτεΐνη-ακίδα του αρχικού στελέχους του ιού -την οποία χρησιμοποιεί για να εισέλθει στα κύτταρα- να λειτουργεί εναντίον αυτής της παραλλαγής, η οποία έχει περισσότερες από 30 μεταλλάξεις;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα θα είναι ζωτικής σημασίας όχι μόνο για την αντιμετώπιση της COVID-19, αλλά και για την κατανόηση ορισμένων από τα πιο θεμελιώδη χαρακτηριστικά της ανοσολογικής μνήμης.

Ο ρόλος των κυττάρων

Το ανοσοποιητικό σύστημα αναλαμβάνει δράση αμέσως μετά την είσοδο ενός παθογόνου στο ανθρώπινο σώμα. Ωστόσο, τα εξειδικευμένα κύτταρα που στοχεύουν τους ιούς και τα βακτήρια χρειάζονται λίγες ημέρες για να ενεργοποιηθούν.

«Τα Β κύτταρα είναι αυτά που ανταποκρίνονται πρώτα», λέει σε συνέντευξή του στο Nature, ο Άλι Έλεμπεντι, ανοσολόγος στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Ουάσιγκτον στο Μιζούρι. Κατά την πρώτη έκθεση σε ένα παθογόνο, τα κύτταρα Β που ενεργοποιούνται, διαιρούνται γρήγορα και διαφοροποιούνται σε πλασματοκύτταρα που παράγουν πρωτεΐνες οι οποίες ονομάζονται αντισώματα. Τα αντισώματα μπορούν να επισημάνουν τους ύποπτους εισβολείς και ορισμένα μπορεί να συνδεθούν με ένα μέρος του παθογόνου που το εμποδίζει να μολύνει τα κύτταρα συνολικά. Αυτά είναι τα «εξουδετερωτικά αντισώματα». Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ερευνητές χρησιμοποιούν συνήθως την παρουσία αυτών των αντισωμάτων ως υποκατάστατο της ανοσολογικής προστασίας.

Μέχρι τον Σεπτέμβριο του 2020, ορισμένες μελέτες ανέφεραν ότι τα επίπεδα των εξουδετερωτικών αντισωμάτων μειώνονταν σε άτομα που είχαν αναρρώσει από την COVID-19. Ορισμένοι ειδικοί εξέφρασαν την ανησυχία τους ότι η ανοσία στον SARS-CoV-2 μπορεί επομένως να είναι παροδική.

Οι ανοσολόγοι, ωστόσο, δεν εξεπλάγησαν. Τα αντισώματα υποτίθεται ότι εξασθενούν μετά από μια λοίμωξη. Τα κύτταρα Β που παράγουν αντισώματα άμεσα, πεθαίνουν γρήγορα. Αυτό που έχει σημασία είναι αν ο οργανισμός μπορεί να παράγει κύτταρα Β που θα στοχεύσουν το παθογόνο εάν επανεμφανιστεί. Αυτά τα κύτταρα αναπτύσσονται συνήθως μέσα σε δομές που ονομάζονται βλαστικά κέντρα, τα οποία δημιουργούνται στους λεμφαδένες κατά τη διάρκεια μιας λοίμωξης και λειτουργούν σαν ένα «στρατόπεδο εκπαίδευσης» των Β-κυττάρων.

«Μόνο εκείνα που παράγουν τα καλύτερα αντισώματα, εκείνα που προσκολλώνται με μεγαλύτερη ασφάλεια στην επιφάνεια του ιού, επιβιώνουν», εξηγεί ο Έλεμπεντι.

Μέσα σε ένα μήνα περίπου, ορισμένα από τα κύτταρα γίνονται κύτταρα Β μνήμης που κυκλοφορούν στο αίμα. Δεν παράγουν αντισώματα, αλλά αν συναντήσουν τον ιό ή τις πρωτεΐνες του, μπορούν να διαιρεθούν γρήγορα και να μετατραπούν σε πλασματοκύτταρα. Τα υπόλοιπα μετατρέπονται σε μακρόβια πλασματοκύτταρα που κατοικούν κυρίως στο μυελό των οστών και εκκρίνουν μια μικρή αλλά σταθερή ροή αντισωμάτων υψηλής ποιότητας. «Αυτά τα κύτταρα ουσιαστικά ζουν μαζί μας για το υπόλοιπο της ζωής μας», λέει ο Έλεμπεντι.

Μια πτώση των επιπέδων αντισωμάτων μετά τη μόλυνση είναι φυσιολογική. Αυτό που πραγματικά θέλουν να μάθουν οι ανοσολόγοι είναι πού -ή αν- θα σταματήσει η πτώση. Τον Απρίλιο του 2020, ο Ράφι Αχμέντ, ανοσολόγος και διευθυντής του Κέντρου Εμβολίων Emory στο Πανεπιστήμιο Emory στην Ατλάντα και η ομάδα του, άρχισαν να μελετούν άτομα που είχαν αναρρώσει από την COVID-19. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα αντισωμάτων αυτών των ανθρώπων μειώθηκαν γρήγορα τους πρώτους δύο ή τρεις μήνες μετά τη μόλυνση. Μετά από περίπου τέσσερις μήνες, οι ερευνητές είδαν την καμπύλη να σταθεροποιείται.

Η ανοσολογική απόκριση μετά τον εμβολιασμό μιμείται λίγο-πολύ αυτό που συμβαίνει μετά τη μόλυνση, με μια σημαντική διαφορά. Σε μια λοίμωξη με SARS-CoV-2, το ανοσοποιητικό σύστημα βλέπει ολόκληρο τον ιό. Τα πιο αποτελεσματικά εμβόλια, ωστόσο, χρησιμοποιούν μόνο μία ιική πρωτεΐνη, την ακίδα. Το αν τα επίπεδα αντισωμάτων θα σταθεροποιηθούν μετά τον εμβολιασμό, δεν είναι ακόμη σαφές. Ο Τζον Γουέρι, ανοσολόγος στην Ιατρική Σχολή Perelman του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια και οι συνεργάτες του, ανέλυσαν τις ανοσολογικές αποκρίσεις σε 61 άτομα για 6 μήνες μετά την πρώτη δόση και διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα αντισωμάτων κορυφώθηκαν περίπου μια εβδομάδα μετά την δεύτερη και στη συνέχεια μειώθηκαν γρήγορα για δύο μήνες. Μετά από αυτό, μειώθηκαν πιο αργά.

Με την πτώση αυτή ήρθε και η μείωση της προστασίας. Τα εμβόλια που αναπτύχθηκαν για την αντιμετώπιση του κορονοϊού έδειξαν αρχικά εντυπωσιακή αποτελεσματικότητα. Αλλά από τον Ιούλιο του 2021, άρχισαν να έρχονται στην επιφάνεια αναφορές για breakthrough λοιμώξεις, λοιμώξεις δηλαδή, που συμβαίνουν σε εμβολιασμένους. Δεδομένα από το Ισραήλ έδειξαν ότι η προστασία που παρείχε το εμβόλιο της Pfizer-BioNTech, μειώθηκε από 95% σε μόλις 39% κατά τη διάρκεια 5 μηνών. Ωστόσο τα εμβόλια έχουν διατηρήσει την ικανότητά τους να προλαμβάνουν σοβαρή ασθένεια.

«Τα κύτταρα θα μας σώσουν»

Ακόμη και όταν τα επίπεδα αντισωμάτων μειώνονται, τα κύτταρα Β μνήμης μπορούν να αναγνωρίσουν έναν εισβολέα που επιστρέφει, να διαιρεθούν και να αρχίσουν γρήγορα να παράγουν αντισώματα για να τον καταπολεμήσουν. Η απόκριση των κυττάρων μνήμης Β βελτιώνεται με την πάροδο του χρόνου, τουλάχιστον βραχυπρόθεσμα. Έξι μήνες μετά τον εμβολιασμό, τα άτομα της μελέτης του Γουέρι είχαν αυξημένο αριθμό Β-κυττάρων μνήμης που ανταποκρίνονταν όχι μόνο στον αρχικό SARS-CoV-2, αλλά και σε τρεις άλλες παραλλαγές που προκαλούν ανησυχία.

Έπειτα, υπάρχουν τα Τ κύτταρα, ο τρίτος πυλώνας της ανοσολογικής μνήμης. Μόλις έρθουν σε επαφή με ένα αντιγόνο, πολλαπλασιάζονται σε μια δεξαμενή κυττάρων-τελεστών που προσπαθούν να εξαλείψουν την λοίμωξη. Τα Τ κύτταρα διαιρούνται γρήγορα για να σκοτώσουν τα μολυσμένα κύτταρα και διάφοροι τύποι βοηθητικών Τ κυττάρων εκκρίνουν χημικά σήματα που διεγείρουν άλλα μέρη του ανοσοποιητικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένων των Β κυττάρων. Αφού περάσει η απειλή, ορισμένα από αυτά τα κύτταρα παραμένουν ως Τ-κύτταρα μνήμης.

Ορισμένοι άνθρωποι μπορεί να φέρουν Τ-κύτταρα μνήμης από προηγούμενες λοιμώξεις από κορονοϊούς – όπως αυτοί που προκαλούν το κοινό κρυολόγημα – τα οποία μπορούν να αναγνωρίσουν τον SARS-CoV-2. Αυτά τα κύτταρα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καταπολέμηση της λοίμωξης ή ακόμη και να τη σταματήσουν εντελώς. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι οι εργαζόμενοι στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης που εκτέθηκαν στον SARS-CoV-2 αλλά δεν νόσησαν, είχαν ανεπαίσθητα σημάδια αντίδρασης στη λοίμωξη. Οι ερευνητές υποθέτουν ότι τα διασταυρούμενα Τ κύτταρα σταμάτησαν τη λοίμωξη πριν να προλάβει να αναπτυχθεί. «Αυτοί οι άνθρωποι είχαν μια λοίμωξη με την πιο χαλαρή έννοια του όρου», λέει η Μάλα Μαίνι, ανοσολόγος στο University College του Λονδίνου και επικεφαλής της μελέτης.

Η ιδέα αυτή είναι ακόμη αμφιλεγόμενη και το φαινόμενο μπορεί να είναι σπάνιο. Τα κύτταρα μνήμης τυπικά δεν μπορούν να εμποδίσουν τη μόλυνση με τον τρόπο που μπορούν τα εξουδετερωτικά αντισώματα, αλλά δεν χρειάζεται και να το κάνουν. Στην περίπτωση της COVID-19, η μόλυνση συμβαίνει γρήγορα, αλλά χρειάζεται λίγο χρόνο για να προκαλέσει σοβαρή ασθένεια. Αυτό δίνει στα κύτταρα μνήμης Τ τον χρόνο να κάνουν τη δουλειά τους. Όταν εκτεθούν εκ νέου σε ιό ή σε αναμνηστική δόση, αυτά τα κύτταρα θα πολλαπλασιαστούν σαν τρελά, λέει ο Σέιν Κρότι, ανοσολόγος στο Ινστιτούτο Ανοσολογίας La Jolla στην Καλιφόρνια.

«Μέσα σε ένα 24ωρο, μπορεί να δεκαπλασιαστεί ο αριθμός των Τ-κυττάρων μνήμης. Αυτό πιθανώς δεν είναι αρκετό για να αποτρέψει τη νόσηση. Θα μπορούσε όμως να είναι αρκετό για να αποτρέψει τη νοσηλεία», προσθέτει.

Επίσης, είναι πολύ πιο δύσκολο για τον ιό να βρει τρόπο να παρακάμψει την απάντηση των Τ-κυττάρων. Αυτό συμβαίνει επειδή τα Τ-κύτταρα σε ένα άτομο αναγνωρίζουν διαφορετικά μέρη του ιού από ό,τι τα Τ-κύτταρα σε ένα άλλο άτομο. Έτσι, ένας ιός μπορεί να μεταλλαχθεί ώστε να ξεφύγει από την απάντηση των Τ-κυττάρων ενός ατόμου, αλλά όχι ενός άλλου. Επίσης, τα Τ κύτταρα μπορούν να δουν μέρη του ιού (ή της πρωτεΐνης ακίδας) που δεν μπορούν τα αντισώματα, συμπεριλαμβανομένων αυτών που είναι λιγότερο πιθανό να μεταλλαχθούν.

Αρκετές μελέτες, όπως αναφέρει το Nature, διαπίστωσαν ότι άτομα που είχαν εμβολιαστεί ή είχαν μολυνθεί με τον SARS-CoV-2 είχαν περίπου την ίδια Τ-κυτταρική απόκριση στην Όμικρον με την Δέλτα, παρά τον μεγάλο αριθμό μεταλλάξεων. Η απόκριση των Τ-κυττάρων πιθανώς συμβάλλει και εξαιτίας του φαινομένου που είναι γνωστό ως «decoupling». Σε περιοχές με υψηλότερη ανοσία λόγω προηγούμενων λοιμώξεων ή εμβολιασμού, ο αριθμός των κρουσμάτων από Όμικρον αυξήθηκε γρήγορα, αλλά ο αριθμός των νοσηλειών και των θανάτων αυξήθηκε πολύ πιο αργά.

Εξέλιξη της ανοσίας

Το ανοσοποιητικό σύστημα έχει και άλλους τρόπους για να αντιμετωπίσει τους ιούς που αλλάζουν συνεχώς. Ένας από αυτούς, συμβαίνει μέσα στα βλαστικά κέντρα. Εκεί, η εκπαίδευση των Β-κυττάρων όχι μόνο βελτιώνει το πόσο καλά τα αντισώματα προσδένονται στον αρχικό τους στόχο, αλλά μπορεί και να ενισχύσει τον αριθμό των σημείων πρόσδεσης που αναγνωρίζουν, αυξάνοντας έτσι τις πιθανότητες να μπορέσουν να αναγνωρίσουν και μια παραλλαγή του ιού.

«Έμμεσα, όλη η επιτυχία του εμβολιασμού εξαρτάται από το πόσο ισχυρό είναι το βλαστικό κέντρο», λέει ο Έλεμπεντι. «Χωρίς το βλαστικό κέντρο, δεν έχουμε μνήμη».

Αλλά αυτό μπορεί να μην είναι απολύτως αληθές. Η έρευνα της Στέφανι Άιζενμπαρθ, διευθύντριας του Κέντρου Ανθρώπινης Ανοσοβιολογίας στην Ιατρική Σχολή Feinberg του Πανεπιστημίου Northwestern στο Σικάγο και των συνεργατών της, δείχνει ότι ακόμη και τα ποντίκια που δεν έχουν την ικανότητα να δημιουργούν βλαστικά κέντρα, μπορούν να δημιουργήσουν πλασματοκύτταρα μακράς διάρκειας ζωής. Το πώς προκύπτουν αυτά τα κύτταρα δεν είναι απολύτως σαφές, αλλά όπως ακριβώς και τα πλασματοκύτταρα που προέρχονται από το βλαστικό κέντρο, αυτά φαίνεται να προσδένονται στενά στους στόχους τους.

Τα νέα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η Όμικρον είναι σε θέση να παρακάμψει σε μεγάλο βαθμό τα αντισώματα που δημιουργήθηκαν από προηγούμενη μόλυνση ή εμβολιασμό. Η Pfizer ανέφερε ότι η ικανότητα εξουδετέρωσης μειώθηκε κατά 25 φορές (σε σύγκριση με τον αρχικό SARS-CoV-2) σε άτομα που είχαν λάβει δύο δόσεις του εμβολίου. Ο λόγος για τον οποίο μια αναμνηστική δόση μπορεί να ενισχύσει την προστασία δεν είναι απολύτως σαφής. Είναι πιθανό ότι μια τρίτη δόση απλώς ενισχύει εξίσου όλα τα επίπεδα αντισωμάτων, συμπεριλαμβανομένου του μικρού ποσοστού που μπορεί να αναγνωρίσει κομμάτια της πρωτεΐνης ακίδας της Όμικρον που δεν έχουν αλλάξει.

Τα άτομα που έχουν λάβει δύο δόσεις εμβολίου έχουν Β κύτταρα μνήμης που μπορούν να συνδεθούν με την Όμικρον. Είναι πιθανό ότι μια τρίτη δόση ωθεί αυτά τα κύτταρα μνήμης να γίνουν κύτταρα που παράγουν αντισώματα. Ο Γουέρι προτείνει και μια άλλη θεωρία. Η αναμνηστική δόση μπορεί να πυροδοτεί το σχηματισμό βλαστικών κέντρων, πυροδοτώντας μια σειρά μεταλλάξεων μεταξύ των Β κυττάρων.

Ο Μαρκ Σλίφκα, ανοσολόγος στο Πανεπιστήμιο Υγείας και Επιστήμης του Όρεγκον, θεωρεί ότι η πρώτη δόση του εμβολίου δημιουργεί αντισώματα που συνδέονται καλά με τα χαρακτηριστικά της πρωτεΐνης ακίδας που είναι εύκολα προσβάσιμα. Όταν ένα άτομο λάβει και τις άλλες δυο δόσεις, τα υπάρχοντα αντισώματα καλύπτουν γρήγορα αυτά τα προσβάσιμα χαρακτηριστικά, αφήνοντας λιγότερο στόχους διαθέσιμους για τα Β κύτταρα να προσκολληθούν.

«Το μαγικό συστατικό»

Ο Σλίφκα και ο συνάδελφός του Ίαν Αμάνα εξέτασαν διαφορετικούς τύπους εμβολίων και αναζήτησαν μοτίβα που θα μπορούσαν να τους βοηθήσουν να κατανοήσουν γιατί ορισμένα παρέχουν ανθεκτική ανοσία και άλλα όχι. Σύμφωνα με το σχετικό άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Frontiers in Immunology, η μακροβιότερη προστασία έτεινε να προέρχεται από εμβόλια με ζωντανούς εξασθενημένους ιούς. Εκείνα που περιείχαν ολόκληρο αδρανοποιημένο ιό ή κομμάτια ιικής πρωτεΐνης, επίσης παρείχαν καλή προστασία. Αυτό που φαίνεται να έχει σημασία, λέει ο Σλίφκα, είναι ο χρόνος παραμονής του αντιγόνου.

Υπήρξαν όμως και εκπλήξεις. Η αντίδραση μετά από μια δόση του εμβολίου της Johnson & Johnson, για παράδειγμα, προκαλεί αρχικά ασθενέστερη ανοσολογική απόκριση από ό,τι τα εμβόλια mRNA, και στη συνέχεια αρχίζει να βελτιώνεται με την πάροδο του χρόνου, λέει σε συνέντευξή του στο Nature, ο Ντίπτα Μπατατσάρια, ανοσολόγος στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. «Κάτι ενδιαφέρον συμβαίνει εκεί», προσθέτει.

Οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν τι συμβαίνει με τον συνδυασμό διαφορετικών εμβολίων. Η βρετανική μελέτη Com-CoV διερευνά αυτό το φαινόμενο από τις αρχές της πανδημίας. Τα πιο πρόσφατα στοιχεία της δείχνουν ότι τα άτομα που έλαβαν μια πρώτη δόση είτε του Oxford-AstraZeneca είτε του Pfizer-BioNTech και στη συνέχεια του Moderna, είχαν υψηλότερη αντισωματική απόκριση από εκείνους που έλαβαν μια δεύτερη δόση του ίδιου εμβολίου.

Ένα εμβόλιο με ευρεία, ανθεκτική εξουδετερωτική δράση κατά του SARS-CoV-2, είναι μια δύσκολη αποστολή και αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη φύση του ίδιου του ιού.

«Ιστορικά, οι αναπνευστικές λοιμώξεις ήταν πολύ δύσκολο να προληφθούν», λέει ο Αχμέντ. Αυτό ισχύει για τη γρίπη, τον αναπνευστικό συγκυτιακό ιό και το κοινό κρυολόγημα».

Ωστόσο, πολλοί επιστήμονες εξακολουθούν να είναι αισιόδοξοι. «Όλοι μελετούν τον SARS-CoV-2 αυτή τη στιγμή», λέει ο Σκοτ Χένσλεϋ, ανοσολόγος στην Ιατρική Σχολή Perelman. Αυτή η έξαρση του ενδιαφέροντος έχει οδηγήσει σε αξιοσημείωτες προόδους στην ικανότητα των ανοσολόγων να αναλύουν την ανοσολογική απόκριση. Οι γνώσεις αυτές μπορεί τελικά να τους βοηθήσουν να ανακαλύψουν τη συνταγή για ένα εμβόλιο που θα προσφέρει μακροχρόνια και ευρεία προστασία.

Πηγή ertnews.gr