Vývoj a kvalifikace metod pro analýzu slizniční imunitní odpovědi na COVID-19 (MUCOVID)

SARS-CoV-2 je zpočátku zodpovědný za vzdušnou infekci horních cest dýchacích, která po proniknutí do plic způsobí závažné akutní respirační onemocnění známé jako COVID-19.

Reakce organismu na tuto virovou agresi je zpočátku zaměřena na sliznici dýchacích cest.

Tato slizniční odpověď je komplexní, s různými úrovněmi aktivity interagující: mechanická aktivita se sekrecí hlenu, který působí jako bariéra pro infekční agens; fyzikálně-chemická aktivita s produkcí enzymů a cytokinů, které přispívají k degradaci virových částic; a specifickou humorální imunitní aktivitu, s produkcí sekrečních imunoglobulinů typu IgA na slizniční úrovni, s neutralizační aktivitou, která blokuje vstup viru do hostitelské buňky.

Tyto vrozené a adaptivní imunitní mechanismy spolu s jejich humorálními a buněčnými složkami hrají zásadní roli ve funkci slizniční bariéry. Slizniční imunita je proto nezbytná pro adekvátní, časnou a dlouhodobou imunitní odpověď proti respiračním virovým infekcím.

SARS-CoV-2 je obalený virus se spirálovou kapsidou a genomem sestávajícím z přibližně 30 000 nukleotidů. Tento genom kóduje několik proteinů nezbytných pro tvorbu virionů, včetně proteinu S pro Spike a proteinu N pro nukleokapsidu.

Virový protein S se váže na angiotensin-konvertující enzym 2 (ACE2) hostitelské buňky. ACE2 tedy působí jako virový receptor zprostředkující vstup viru do buňky a spouštění imunitní reakce v hostiteli. Tento protein S je hlavním cílem neutralizační protilátkové odpovědi. Mutace v proteinu S byly zodpovědné za vznik variant SARS-CoV-2 s různými fenotypy ovlivňujícími přenos a citlivost na protilátky.

N protein je vysoce imunogenní glykoprotein, který se také účastní replikace viru a modulace buněčných signálních drah. Během sestavování virionu virion se N protein váže na virovou RNA a vede k vytvoření šroubovité nukleokapsidy. Tento N protein je vysoce konzervovaný ve všech variantách SARS-CoV-2, a proto může být zajímavým cílem v univerzální obraně proti tomuto viru.

Při respirační infekci spouští stimulace slizničního imunitního systému na jedné straně humorální odpověď s uvolňováním sekrečních imunoglobulinů, především sekrečního IgA. Hlavní úlohou IgA je zabránit šíření viru po celém těle.

Na druhé straně respirační infekce také spustí slizniční buněčnou odpověď primárně zprostředkovanou T lymfocyty.

Infekce SARS-CoV-2 spouští imunitní reakci zahrnující tvorbu protilátek v krvi (sérové ​​protilátky), stimulaci krevních lymfocytů a tvorbu protilátek v horních cestách dýchacích (slizniční protilátky). Kvantitativní anti-SARS-CoV-2 humorální odpověď v krvi (sérové ​​protilátky) byla hodnocena různými testy. Zatím se však opírá především o testy typu EIA, s krevními hladinami anti-S IgG (namířeno proti Spike proteinu) a anti-N IgG (namířeno proti nukleokapsidovému proteinu). Kvalitativní analýza této odpovědi je založena na schopnosti těchto protilátek mít neutralizační aktivitu (neutralizační protilátky).

Zdá se, že při kontrole infekce je důležitá také buněčná odpověď T lymfocytů proti SARS-CoV-2. Nejrychlejším testem pro hodnocení této odpovědi T lymfocytů je ELISPOT IFN-γ

Pokud jde o slizniční humorální odpověď, několik studií dokumentovalo přítomnost virově specifických anti-S IgA protilátek (namířených proti Spike proteinu) v nazofaryngeálních sekretech nebo slinách infikovaných jedinců. Dosud neexistuje žádný rutinně používaný test pro měření slizničních protilátek proti SARS-CoV-2, zejména sekrečního anti-S IgA, a pro analýzu jejich neutralizační aktivity.

Naše studie nám tak umožní vyvinout a kvalifikovat metody pro analýzu slizniční imunity vůči SARS-CoV-2. Tyto metody budou nezbytné pro analýzu slizniční odpovědi na tento virus.

Jakmile budou tyto analytické metody ověřeny, umožní studovat slizniční odpověď na infekci, ale také slizniční odpověď vyvolanou vakcinací proti SARS-CoV-2, zejména při použití nosních vakcín.

Vakcíny, které se v současnosti používají k boji proti SARS-CoV-2, skutečně indukují sérovou neutralizační aktivitu proti proteinu S (Spike). Jejich intramuskulární způsob podání vyvolá systémovou imunitu a poskytne ochranu proti těžkým formám infekce. Nicméně slizniční imunita vyvolaná současnými vakcínami zůstává nízká. Vývoj nazálně podávané vakcíny je zajímavou cestou, protože by poskytla úplnější ochranu, zejména řízením replikace viru v horních cestách dýchacích, čímž by se indukovala horní cesta dýchací, čímž by se navodila imunita stáda a snížil se přenos viru.