Антитіл немає, надія є? Досліджено захисну функцію T-клітин проти COVID-19

Коли новини про новий коронавірус перетворилися з хронік його поширення по території Китаю в опис всесвітньої пандемії COVID-19, дослідниця з Інституту Гладстона в США Надя Роан (Nadia Roan) публікувала в наукових журналах кілька статей про Т-клітини і їх ролі в поширенні ВІЛ і інших "довгограючих" інфекцій.

Ці клітини є мішенями і укриттями для ВІЛ. Але Т-клітини є важливою частиною імунної відповіді організму на атаки багатьох вірусів. Крім того, раніше було доведено, що запаси саме цих клітин найбільш сильно виснажуються при важких випадках перебігу COVID-19.

Роан вирішила використовувати свій досвід і знання в області вивчення Т-клітин, щоб зрозуміти, як організм людини реагує на SARS-CoV-2 - вірус, що викликає COVID-19.

У своїх наукових дослідженнях Роан і її команда вивчили кров дев'яти пацієнтів, які демонстрували помірні симптоми COVID-19. Вчені каталогізували Т-клітини таких пацієнтів. Їх аналіз дозволив зрозуміти, чому одні люди хворіють легко і навіть безсимптомно, а інші хворіють важко і навіть помирають. Також дослідники нарешті розібралися, чи можуть люди, які перехворіли на коронавірусну  інфекцію нового типу, але швидко залишилися без таких потрібних організму антитіл, розраховувати на що сформувався імунітет в разі повторного зараження.

Нагадаємо, що організм бореться з вірусами та іншими прибульцями в основному за допомогою антитіл. Вони працюють як сигнальні прапорці, які розвішуються одними імунними клітинами на поверхні патогена і вказують іншим клітинам імунної системи, що цих потрібно знищити.

Але, як показали численні дослідження, антитіла проти SARS-CoV-2 досить швидко залишають організм перехворілих людей. У зв'язку з чим в повний зріст постає питання: на який період часу захищені від повторного зараження перехворілі COVID-19 люди?

"Більшість досліджень імунітету до SARS-CoV-2 зосереджено на вивченні антитіл, - розповідає Роан, яка також є співробітником Каліфорнійського університету в Сан-Франциско. - Однак інші дослідження також вказують на те, що SARS-CoV-2 може викликати сильну Т- клітинну відповідь ".

Роан і її колеги вирішили з'ясувати, чи зможуть T-клітини забезпечити господареві довгостроковий захист від вірусу. До слова, це важливо з'ясувати ще й для того, щоб розуміти, як повинні діяти на організм людини вакцини від COVID-19.

Ще одне важливе питання: чи може Т-клітинна реакція організму пояснити, чому деякі люди видужують від інфекції, відчувши лише незначні нездужання, в той час як інші вмирають після затяжного перебігу хвороби.

Щоб відповісти на всі ці питання, команда Роан вивчила зразки крові дев'яти донорів, які вилікувалися від підтвердженого зараження SARS-CoV-2. Під час хвороби вони фіксували лише помірні симптоми.

"Ми порахували, що у таких пацієнтів імунна система особливо добре справлялася з усуненням вірусу", - пояснила Роан.

Клітини видужалих пацієнтів містять відповіді?

Для отримання відповідей на хвилюючі питання команда Роан використовувала метод під назвою CyTOF. Він дозволяє визначити, Т-клітини яких підгруп присутні в крові добровольців. Метод заснований на виявленні білків, які містять або несуть на своїй поверхні клітини імунної системи.

Пояснимо, що різні комбінації білків визначають різні ролі Т-лімфоцитів. Тобто набір білків є свого роду табличками з написами: "Це клітина-доктор", "Це медбрат", "Це головлікар".

Оскільки CyTOF може відстежувати майже 40 різних білків одночасно, дослідники можуть зрозуміти, що за клітина перед ними і які вона має характеристики.

Тут важливо відзначити, що Т-клітини бувають двох основних видів: CD4 + Т-лімфоцити, основна роль яких полягає в стимулюванні загальної реакції імунної системи при появі загарбника, і CD8 + Т-клітини, багато з яких вбивають інфіковані вірусом клітини організму.

В рамках цих, треба сказати, досить широких категорій CyTOF може виділити набагато більше підкатегорій. Наприклад, він може відрізнити короткоживучі клітини від довгоживучих і Т-клітини, які борються з поточної інфекцією, від так званих Т-клітин пам'яті, які допомагають організму швидше зреагувати на наступний цикл зараження і встигнути вжити заходів, до того як патоген вразить безліч клітин і справить безліч своїх копій.

Щоб переконатися, що вони вивчають реакцію пацієнтів саме на зараження SARS-CoV-2, команда Роан вибрала Т-клітини, специфічні для білків саме цього вірусу. Для порівняння вчені також досліджували Т-клітини, специфічні для інших вірусів, таких як грип і цитомегаловірус. Ці поширені патогени заражають дуже багатьох людей.

Після аналізу зразків крові пацієнтів за допомогою методу CyTOF команда Роан виявила для Т-клітин, специфічних для SARS-CoV-2, інтригуючі закономірності, які можуть пояснити, як ці пацієнти одужали від COVID-19.

По-перше, CD4 + Т-лімфоцити пацієнтів, специфічні для SARS-CoV-2, належать до категорії під назвою Th1, яка ефективно бореться з вірусами. Інші ж категорії, пов'язані з іншими типами запалення, менш ефективні проти вірусів і можуть призводити до імунних захворювань. Це пояснює одужання "легких" пацієнтів, в той час як важкі випадки COVID-19, навпаки, характеризуються неконтрольованим запаленням і пошкодженням тканин.

По-друге, CD4 + Т-лімфоцити в зразках в основному є Т-клітинами пам'яті і так званими Т-хелперами, які стимулюють вироблення антитіл до патогену. Т-хелпери, виявлені у видужуючих пацієнтів, мабуть, допомогли їм створити ефективний і специфічний захист від вірусу в вигляді антитіл.

По-третє, CD8 + Т-лімфоцити пацієнтів належали до підкатегорії, яка раніше була виявлена в організмах багатьох людей, заражених різними вірусами. Роан і її група припускають, що ці клітини токсичні для інфікованих вірусом клітин, що довго живуть, а ще здатні швидко розмножуватися. Всі ці властивості дозволяють їм ефективно знищувати заражені SARS-CoV-2 клітини, тим самим запобігаючи накопиченню вірусу після зараження.

Цікаво, що більша частина Т-клітин, специфічних для SARS-CoV-2, також несе на своїй поверхні білок, який маркує довгоживучі Т-клітини. І, дійсно, ці клітини були виявлені у людей, які видужали більш ніж через два місяці після зараження. Команда Роан, щоб перевірити свої здогади, культивувала ці клітини в присутності спеціальної речовини, що стимулює їх зростання і розмноження. Воно в даний час тестується як спосіб поліпшення клінічних результатів для пацієнтів з COVID-19 з виснаженим запасом Т-клітин. В результаті кількість клітин помітно збільшилася, що продемонструвало потужну здатність цих захисників організму до розмноження.

"Ці результати припускають, що Т-клітини, специфічні для SARS-CoV-2, не тільки довгоживучі, а й можуть підтримуватися за рахунок постійної проліферації. Отже, вони, мабуть, можуть боротися з новою інфекцією через довгий час після того, як пройшла перша ", - говорить Роан.

Щоб зрозуміти, чому різні люди так по-різному реагують на інфекцію SARS-CoV-2, будуть потрібні дослідження за участю більшої кількості пацієнтів, у тому числі тих, хто переніс захворювання важко, пишуть вчені. Роан і її команда вже почали порівнювати відповідь імунної системи в легких і важких випадках.

Також вони хочуть вивчити, чи може попередній вплив інших коронавірусів підвищити імунну відповідь людини на новий вірус.

"Наші результати показують, що, хоча антитіла проти SARS-CoV-2 можуть відносно швидко зникати, довгостроковий імунітет до вірусу може бути згенерований в тому числі у формі Т-клітин пам'яті", - говорить Роан.

Вона також додає, що, щоб забезпечити сильний і ефективний імунітет проти COVID-19, вакцини повинні стимулювати вироблення не тільки нейтралізаторів  антитіл, але і довгоживучих і багатофункціональних Т-клітин, завданням яких буде боротьба з   SARS-CoV-2.