Opracowanie i kwalifikacja metod analizy odpowiedzi immunologicznej błon śluzowych na COVID-19 (MUCOVID)

SARS-CoV-2 jest początkowo odpowiedzialny za przenoszącą się drogą powietrzną infekcję górnych dróg oddechowych, która po dotarciu do płuc powoduje ciężką, ostrą chorobę układu oddechowego znaną jako COVID-19.

Odpowiedź organizmu na tę wirusową agresję jest początkowo skierowana na błonę śluzową dróg oddechowych.

Ta odpowiedź śluzówkowa jest złożona i obejmuje różne poziomy aktywności, które na siebie oddziałują: aktywność mechaniczna z wydzielaniem śluzu, który działa jako bariera dla czynnika zakaźnego; aktywność fizykochemiczna z produkcją enzymów i cytokin, które przyczyniają się do degradacji cząstek wirusa; oraz specyficzna humoralna aktywność immunologiczna, z produkcją wydzielniczych immunoglobulin typu IgA na poziomie błony śluzowej, o działaniu neutralizującym, które blokuje wnikanie wirusa do komórki gospodarza.

Te wrodzone i nabyte mechanizmy odpornościowe, wraz z ich składnikami humoralnymi i komórkowymi, odgrywają zasadniczą rolę w funkcjonowaniu bariery śluzówkowej. Odporność błon śluzowych jest zatem niezbędna dla odpowiedniej, wczesnej i długotrwałej odpowiedzi immunologicznej przeciwko infekcjom wirusowym dróg oddechowych.

SARS-CoV-2 to wirus otoczkowy ze spiralnym kapsydem i genomem składającym się z około 30 000 nukleotydów. Genom ten koduje kilka białek niezbędnych do tworzenia wirionów, w tym białko S dla Spike'a i białko N dla nukleokapsydu.

Wirusowe białko S wiąże się z enzymem konwertującym angiotensynę 2 (ACE2) komórki gospodarza. ACE2 działa zatem jako receptor wirusowy pośredniczący w przedostawaniu się wirusa do komórki i wyzwalający odpowiedź immunologiczną u gospodarza. To białko S jest głównym celem odpowiedzi przeciwciał neutralizujących. Mutacje w białku S są odpowiedzialne za pojawienie się wariantów SARS-CoV-2 o różnych fenotypach wpływających na przenoszenie i podatność na przeciwciała.

Białko N jest wysoce immunogenną glikoproteiną zaangażowaną również w replikację wirusa i modulację komórkowych szlaków sygnałowych. Podczas składania wirionu białko N wiąże się z wirusowym RNA i prowadzi do powstania helikalnego nukleokapsydu. To białko N jest wysoce konserwatywne we wszystkich wariantach SARS-CoV-2 i dlatego może stanowić interesujący cel w uniwersalnej obronie przed tym wirusem.

W przypadku infekcji dróg oddechowych pobudzenie układu odpornościowego błony śluzowej wywołuje z jednej strony odpowiedź humoralną polegającą na uwolnieniu wydzielniczych immunoglobulin, głównie wydzielniczych IgA. Główną rolą IgA jest zapobieganie rozprzestrzenianiu się wirusa po całym organizmie.

Z drugiej strony infekcja dróg oddechowych również wywoła odpowiedź komórkową błony śluzowej, w której pośredniczą głównie limfocyty T.

Zakażenie SARS-CoV-2 wywołuje odpowiedź immunologiczną obejmującą produkcję przeciwciał we krwi (przeciwciała w surowicy), stymulację limfocytów krwi i produkcję przeciwciał w górnych drogach oddechowych (przeciwciała błony śluzowej). Ilościową odpowiedź humoralną anty-SARS-CoV-2 we krwi (przeciwciała w surowicy) oceniano za pomocą różnych testów. Na razie jednak opiera się głównie na testach typu EIA, mierząc poziom we krwi przeciwciał anty-S IgG (skierowanych przeciwko białku Spike) i anty-N IgG (skierowanych przeciwko białku nukleokapsydu). Analiza jakościowa tej odpowiedzi opiera się na zdolności tych przeciwciał do działania neutralizującego (przeciwciała neutralizujące).

Odpowiedź komórkowa limfocytów T przeciwko SARS-CoV-2 również wydaje się istotna w kontrolowaniu infekcji. Najszybszym testem do oceny odpowiedzi limfocytów T jest ELISPOT IFN-γ

Jeśli chodzi o odpowiedź humoralną błony śluzowej, kilka badań udokumentowało obecność swoistych dla wirusa przeciwciał anty-S IgA (skierowanych przeciwko białku Spike) w wydzielinie nosowo-gardłowej lub ślinie zakażonych osób. Do chwili obecnej nie ma rutynowo stosowanego testu umożliwiającego pomiar przeciwciał błony śluzowej przeciwko SARS-CoV-2, zwłaszcza wydzielniczej anty-S IgA, i analizę ich aktywności neutralizującej.

Nasze badania umożliwią zatem opracowanie i kwalifikację metod analizy odporności błon śluzowych na SARS-CoV-2. Metody te będą niezbędne do analizy odpowiedzi błon śluzowych na tego wirusa.

Po zatwierdzeniu tych metod analitycznych umożliwią one badanie odpowiedzi błon śluzowych na infekcję, ale także odpowiedzi błon śluzowych wywołanej szczepieniem przeciwko SARS-CoV-2, szczególnie w przypadku stosowania szczepionek donosowych.

Rzeczywiście, szczepionki stosowane obecnie do zwalczania SARS-CoV-2 indukują działanie neutralizujące surowicę przeciwko białku S (Spike). Ich domięśniowa droga podania indukuje odporność ogólnoustrojową, zapewniając ochronę przed ciężkimi postaciami zakażenia. Niemniej jednak odporność błon śluzowych wywołana obecnymi szczepionkami pozostaje niska. Opracowanie szczepionki podawanej donosowo jest interesującym rozwiązaniem, ponieważ zapewniłoby ona pełniejszą ochronę, w szczególności poprzez kontrolowanie replikacji wirusa w górnych drogach oddechowych, indukując w ten sposób działanie górnych dróg oddechowych, a tym samym wywołując odporność zbiorowiskową i ograniczając przenoszenie wirusa.