Κοροναϊός: Τα κύτταρα που μπορούν να σας προσφέρουν σούπερ ανοσία

Τον Οκτώβριο του 2020, μια ομάδα ιολόγων στο Πανεπιστήμιο Ροκφέλερ στη Νέα Υόρκη ξεκίνησε ένα έργο διάρκειας ενός έτους για να προσπαθήσει να προβλέψει ποιες επικίνδυνες μορφές του Covid-19 θα μπορούσαν να εμφανιστούν στο μέλλον. Ενώ το φάσμα των νέων παραλλαγών επρόκειτο να απασχολήσει ακόμη τη σκέψη των πολιτικών ηγετών και των πολιτών σε όλο τον κόσμο, οι επιστήμονες γνώριζαν καλά ότι η Covid-19 θα μεταλλασσόταν σχεδόν σίγουρα με τρόπους που θα μπορούσαν να την καταστήσουν πιο μολυσματική και λοιμογόνο.

Ο στόχος των επιστημόνων του Ροκφέλερ ήταν να δημιουργήσουν μια τεχνητή εκδοχή της πρωτεΐνης ακίδας -της πρωτεΐνης που χρησιμοποιεί ο ιός για να διεισδύσει στα κύτταρά μας- που θα μπορούσε να αποφύγει όλους τους γνωστούς τύπους εξουδετερωτικών αντισωμάτων που είχαν βρεθεί στο αίμα όσων πέρασαν Covid-19.

Τους επόμενους 12 μήνες, καταπιάστηκαν με διαφορετικούς συνδυασμούς μεταλλάξεων στην επιφάνεια της πρωτεΐνης ακίδας μέχρι που εντόπισαν ένα σύνολο 20 που έμοιαζαν να την καθιστούν ιδιαίτερα ανθεκτική σε οτιδήποτε μπορεί να ρίξει το ανοσοποιητικό σύστημα.

Για να δοκιμάσουν αυτό το «Frankenspike» που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο, το εισήγαγαν σε αυτό που οι ιολόγοι αποκαλούν ψευδότυπο ιό, έναν ιό που έχει κατασκευαστεί έτσι ώστε να μην έχει αρκετό γενετικό υλικό για αναπαραγωγή, επιτρέποντας στους επιστήμονες να τον τροποποιήσουν και να καταλάβουν πώς συμπεριφέρεται χωρίς κανένα κίνδυνο να διαφύγει.

Αρχικώς τα πράγματα κύλησαν όπως αναμενόταν. Όταν οι ιολόγοι εξέθεσαν τον πρόσφατα κατασκευασμένο ιό τους σε δείγματα αίματος που είχαν ληφθεί από άτομα που είτε είχαν αναρρώσει από τον Covid-19 είτε είχαν εμβολιαστεί κατά της νόσου, διέφευγε επιδέξια από κάθε αντίσωμα.

Τότε όμως συνέβη κάτι εκπληκτικό. Όταν το δοκίμασαν στο αίμα ανθρώπων που είχαν αναρρώσει από τον Covid-19 το 2020 και στη συνέχεια εμβολιάστηκαν επίσης πολλούς μήνες αργότερα, τα αντισώματά τους μπόρεσαν να συνδεθούν με τον ιό και να τον εξουδετερώσουν πλήρως.

Σούπερ ανοσία

«Ήταν πραγματικά απίστευτο να το βλέπεις», λέει ο Michel Nussenzweig, καθηγητής μοριακής ανοσολογίας στο Πανεπιστήμιο Ροκφέλερ και ένας από τους επιστήμονες που συμμετείχαν στη μελέτη.

«Ένα από τα μεγαλύτερα πράγματα που μάθαμε από την πανδημία είναι πώς η απόκριση του ανοσοποιητικού μας συστήματος διαφέρει ανάλογα με το αν έχουμε νοσήσει φυσικά, εμβολιαστεί ή και τα δύο». (Φυσικά, αυτό δεν σημαίνει ότι είναι καλή ιδέα να μολυνθείτε εσκεμμένα, καθώς κάθε μόλυνση ενέχει κινδύνους.)

Τους τελευταίους τέσσερις μήνες, τα ευρήματα της ομάδας του Ροκφέλερ έχουν επανειλημμένως παρατηρηθεί στην πραγματική ζωή.

Τα άτομα που έχουν αναρρώσει από μια λοίμωξη Covid-19 στο παρελθόν και στη συνέχεια εμβολιάστηκαν, φαίνεται να είναι πιο ανθεκτικά στις νέες παραλλαγές, από την Δέλτα έως την Όμικρον. Οι ανοσολόγοι πήραν δείγματα αίματος από αυτά τα άτομα και βρήκαν ότι έχουν ένα είδος «σούπερ ανοσίας» – την λεγόμενη υβριδική.

Αυτοί οι άνθρωποι παράγουν όχι μόνο υπερβολικά υψηλά επίπεδα αντισωμάτων –πολύ περισσότερα από εκείνους που μόλις έχουν διπλοεμβολιαστεί και ενισχυθεί– αλλά ένα φάσμα αντισωμάτων με μεγαλύτερη ποικιλία, τα οποία έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες να βρουν αδύναμα ιικά σημεία, ακόμη και σε εξαιρετικά μεταλλαγμένη μορφή της Covid-19.

Μια πρόσφατη μελέτη από επιστήμονες στη Βοστώνη και τη Νότια Αφρική διαπίστωσε ότι οι άνθρωποι που είχαν μολυνθεί στο παρελθόν με μια μορφή Covid-19, πριν κάνουν δύο δόσεις εμβολίου και μία αναμνηστική, είχαν μεγαλύτερη ανοσία έναντι της Όμικρον – το πιο κοντινό πράγμα στην πραγματική ζωή με τον τεχνητό ιό του Ροκφέλερ.

«Από τη στιγμή που οι άνθρωποι που είχαν Covid-19 εμβολιαστούν με ένα εμβόλιο mRNA, βλέπετε ότι παράγουν μια απόκριση αντισωμάτων που είναι τρεις φορές υψηλότερη από εκείνους που εμβολιάστηκαν χωρίς προηγούμενη λοίμωξη», λέει ο Nussenzweig.

Τα Β-κύτταρα μνήμης

Αλλά ο λόγος που αυτοί οι άνθρωποι εμφανίζουν τόσο ισχυρές αποκρίσεις οφείλεται σε μια μακροχρόνια αγνοούμενη πτυχή του ανοσοποιητικού μας συστήματος, έναν τύπο λευκών αιμοσφαιρίων που είναι γνωστός ως Β-κύτταρα μνήμης.

Αυτά τα κύτταρα δημιουργούνται ως απόκριση σε έναν ιό και τον θυμούνται σε περίπτωση που αυτό το παθογόνο επιστρέψει. Για πολύ καιρό, γνωρίζαμε λίγα πράγματα για αυτά τα κύτταρα και το πώς συμπεριφέρονται.

Όμως, μέσω ερευνών για τον ιό HIV, τον Έμπολα, τις αυτοάνοσες ασθένειες και τώρα την Covid-19, αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πόσο ζωτικής σημασίας είναι για τον προσδιορισμό της ανταπόκρισης μας τόσο στις λοιμώξεις όσο και στα εμβόλια.

Από τα κοτόπουλα στον HIV

Στη δεκαετία του 1890, ο Γερμανός φυσιολόγος Emil von Behring –ένας άνθρωπος που έγινε γνωστός ως «ο σωτήρας των παιδιών» λόγω της βραβευμένης με Νόμπελ εργασίας του για τις θεραπείες για τον τέτανο και τη διφθερίτιδα– πρότεινε την ύπαρξη κυττάρων που θα μπορούσαν να θυμούνται προηγούμενες επαφές με μία συγκεκριμένη λοίμωξη και να δημιουργούν αντισώματα όταν τη συναντήσουν ξανά.

Χρειάστηκαν 70 χρόνια για να αποκτηθούν αποδείξεις για τις ιδέες του von Behring. Στη δεκαετία του 1960, οι ανοσολόγοι ανακάλυψαν ότι τα κοτόπουλα, στα οποία ο θύλακας τους (bursa of fabricius) –κύριο όργανο του ανοσοποιητικού στα πτηνά– καταστράφηκε με ακτινοβολία, δεν είχαν συγκεκριμένα κύτταρα που ήταν απαραίτητα για την παραγωγή αντισωμάτων. Αυτά έγιναν γνωστά ως κύτταρα bursa ή Β κύτταρα.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1970, ανακαλύφθηκε ότι αυτά τα κύτταρα σχηματίζονται στους ανθρώπους στον μυελό των οστών, πριν μεταφερθούν στους λεμφαδένες ή στη σπλήνα. Τώρα γνωρίζουμε ότι σε όλη τη διάρκεια της ζωής μας, παράγουμε συνεχώς νέα Β κύτταρα.

Ίσο με το μήκος 100 γηπέδων

Το σώμα περιέχει έως και 10 δισεκατομμύρια από αυτά –που ισοδυναμεί με το μήκος 100 γηπέδων ποδοσφαίρου, αν τα βάλετε όλα στη σειρά– με κάθε Β κύτταρο να περιέχει υποδοχείς που μπορούν να αναγνωρίσουν διαφορετικούς τύπους σχημάτων αντιγόνων στην επιφάνεια ενός ιού.

Αυτό έχει σημασία γιατί ενώ τα Β κύτταρα δεν συνδέονται με τους ίδιους τους ιούς, μπορούν να μετατραπούν σε πλασματοκύτταρα όταν ανιχνεύσουν μια απειλή. Αυτά τα πλασματοκύτταρα παράγουν αντισώματα που κατευθύνονται προς το ίδιο ιικό αντιγόνο με το φυσικό τους Β κύτταρο. Μια λιγότερο ποικιλόμορφη δεξαμενή Β κυττάρων σημαίνει λιγότερα αντισώματα που μπορεί να είναι ικανά να εξουδετερώσουν τον ιό.

Ένα από τα πράγματα που έχει δείξει η Covid-19 στους ανοσολόγους είναι ότι οι άνθρωποι που έχουν μεγαλύτερη ποικιλία Β-λεμφοκυττάρων είναι πιο εξοπλισμένοι ώστε να αποκρούσουν ένα νέο παθογόνο, και ιδιαίτερα τις διαρκώς εξελισσόμενες παραλλαγές της Covid-19. Αυτό επηρεάζεται από την ηλικία, τις υποκείμενες παθήσεις υγείας και επίσης απλώς από τη γενετική.

Το διαφορετικό ρεπερτόριο

«Ο καθένας θα έχει διαφορετικό ρεπερτόριο κυττάρων Β με τα οποία ανταποκρίνεται σε οποιαδήποτε μόλυνση», λέει ο Ali Ellebedy, αναπληρωτής καθηγητής παθολογίας και ανοσολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον. «Ακόμα κι αν έχετε αδέρφια, θα έχουν διαφορετικές αποκρίσεις Β κυττάρων».

Καθώς μεγαλώνουμε, δύο πράγματα συμβαίνουν στην απόκριση των Β κυττάρων.

Πρώτον, το σώμα αρχίζει να παράγει μια μικρότερη συστοιχία Β κυττάρων, που σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερες πιθανότητες να έχουν υποδοχείς που θα αναγνωρίζουν τα αντιγόνα σε έναν νέο ιό. Και κυρίως χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να κινητοποιηθούν ενάντια σε μια απειλή, επομένως ιδιαίτερα θανατηφόρα παθογόνα μπορούν να κατακλύσουν το ανοσοποιητικό σύστημα πριν αρχίσει να λειτουργεί.

Αυτοί οι ίδιοι παράγοντες είναι που έχουν κάνει τους νεότερους ανθρώπους με υποκείμενες παθήσεις πιο ευάλωτους στην Covid-19.

Το ανοσολογικό τέχνασμα

Αλλά όταν το σώμα σας καταπολεμά μια μόλυνση ή λαμβάνει ένα εμβόλιο, αυτό ενεργοποιεί ένα έξυπνο ανοσολογικό τέχνασμα. Μερικά από τα Β κύτταρα μετατρέπονται στα λεγόμενα Β-κύτταρα μνήμης που μπορούν να κυκλοφορούν στο αίμα για δεκαετίες, έτοιμα να ενεργοποιηθούν ξανά και να ξεκινήσουν μια απόκριση αντισωμάτων σε περίπτωση που ο ιός επιστρέψει ποτέ.

Τέτοια αντισώματα παίζουν επίσης ρόλο στην καταστολή χρόνιων λοιμώξεων που παραμένουν αδρανείς στο σώμα για μεγάλο μέρος της ζωής μας, όπως ο ιός Epstein-Barr. Φαίνεται ότι αυτοί οι ιοί μπορούν στη συνέχεια να επανενεργοποιηθούν όταν το σώμα είναι εξασθενημένο, όπως φαίνεται να συμβαίνει σε ένα ποσοστό ασθενών με μακροχρόνιο Covid.

Αλλά υπάρχουν πολλές αποχρώσεις στην απόκριση των Β-κυττάρων μνήμης. Ένα από τα πράγματα που έμαθαν οι ανοσολόγοι από μελέτες σε επιζώντες του Έμπολα είναι ότι οι σοβαρές λοιμώξεις φαίνεται να προκαλούν πολύ μεγαλύτερο αριθμό Β-κυττάρων μνήμης από ό,τι μόνο τα εμβόλια.

«Όταν έχετε μια κακή μόλυνση, τα κύτταρα του σώματός σας παράγουν μια τεράστια ποσότητα ιού», λέει ο Nussenzweig. «Είναι σε όλο σας το αναπνευστικό σύστημα, τη μύτη, τους πνεύμονες, τους ανώτερους αεραγωγούς, τον βλεννογόνο. Όλο το ανοσοποιητικό σύστημα εμπλέκεται στην απόκριση και ανταποκρίνεται σε όλα τα στοιχεία αυτού του ιού, επομένως αυτός είναι ένας πιθανός λόγος για τον οποίο μπορεί να υπάρχουν φυσικές λοιμώξεις που οδηγούν σε καλύτερη μνήμη του ανοσοποιητικού συστήματος».

Οι λεπτές διαφορές

Τους τελευταίους έξι μήνες, ο Nussenzweig μελετούσε τις λεπτές διαφορές μεταξύ της φυσικής μόλυνσης από τον Covid-19 και του εμβολιασμού. Μέσω της απομόνωσης εκατοντάδων Β-κυττάρων μνήμης από άτομα που είτε είχαν μολυνθεί είτε είχαν εμβολιαστεί σε διάφορα χρονικά σημεία, διαπίστωσε ότι η φυσική νόσηση φαίνεται να οδηγεί σε Β-κύτταρα μνήμης που εξελίσσονται συνεχώς.

Αυτό σημαίνει ότι παράγουν αντισώματα που είναι πιο πιθανό να είναι σε θέση να προστατεύσουν από νέες παραλλαγές του ιού.

Η κύρια αποκάλυψη για τους ανοσολόγους είναι ότι αυτή η επίδραση συμβαίνει ακόμη πιο έντονα όταν οι άνθρωποι έχουν μολυνθεί και στη συνέχεια εμβολιαστεί.

Τώρα, οι επιστήμονες προσπαθούν να καταλάβουν εάν μπορούμε να προσαρμόσουμε τα σχήματα εμβολίων με τέτοιο τρόπο ώστε από μόνα τους να μπορούν να προκαλέσουν αυτήν την υβριδική ανοσολογική απόκριση.

Κάτι τέτοιο θα μπορούσε να προσφέρει στην ανθρωπότητα ένα κρίσιμο όπλο ενάντια σε νέες παραλλαγές του Covid-19 και μελλοντικές πανδημίες.

Πηγή: BBC