Разработка и квалификация методов анализа иммунного ответа слизистых оболочек на COVID-19 (MUCOVID)

Первоначально SARS-CoV-2 вызывает воздушно-капельную инфекцию верхних дыхательных путей, которая, достигая легких, вызывает тяжелое острое респираторное заболевание, известное как COVID-19.

Реакция организма на эту вирусную агрессию первоначально направлена ​​на слизистую оболочку дыхательных путей.

Эта реакция слизистой оболочки является сложной, с взаимодействием различных уровней активности: механическая активность с секрецией слизи, которая действует как барьер для инфекционного агента; физико-химическая активность, с выработкой ферментов и цитокинов, способствующих деградации вирусных частиц; и специфическая гуморальная иммунная активность с продукцией секреторных иммуноглобулинов типа IgA на уровне слизистой оболочки, обладающих нейтрализующей активностью, блокирующей проникновение вируса в клетку-хозяина.

Эти врожденные и адаптивные иммунные механизмы вместе с их гуморальными и клеточными компонентами играют важную роль в барьерной функции слизистой оболочки. Таким образом, иммунитет слизистой оболочки необходим для адекватного, раннего и долгосрочного иммунного ответа против респираторных вирусных инфекций.

SARS-CoV-2 представляет собой оболочечный вирус со спиральным капсидом и геномом, состоящим примерно из 30 000 нуклеотидов. Этот геном кодирует несколько белков, необходимых для образования вирионов, включая белок S для Спайка и белок N для нуклеокапсида.

Вирусный белок S связывается с ангиотензинпревращающим ферментом 2 клетки-хозяина (ACE2). Таким образом, ACE2 действует как вирусный рецептор, опосредующий проникновение вируса в клетку и запускающий иммунный ответ у хозяина. Этот белок S является основной мишенью реакции нейтрализующих антител. Мутации в белке S стали причиной появления вариантов SARS-CoV-2 с разными фенотипами, влияющими на передачу и восприимчивость к антителам.

Белок N представляет собой высокоиммуногенный гликопротеин, который также участвует в репликации вируса и модуляции клеточных сигнальных путей. Во время сборки вириона белок N связывается с вирусной РНК и приводит к образованию спирального нуклеокапсида. Этот белок N высококонсервативен во всех вариантах SARS-CoV-2 и поэтому может быть интересной мишенью универсальной защиты от этого вируса.

При респираторной инфекции стимуляция иммунной системы слизистой оболочки вызывает, с одной стороны, гуморальный ответ с высвобождением секреторных иммуноглобулинов, преимущественно секреторного IgA. Основная роль IgA заключается в предотвращении распространения вируса по организму.

С другой стороны, респираторная инфекция также вызывает клеточную реакцию слизистой оболочки, опосредованную, главным образом, Т-лимфоцитами.

Инфекция SARS-CoV-2 запускает иммунный ответ, включающий выработку антител в крови (сывороточные антитела), стимуляцию лимфоцитов крови и выработку антител в верхних дыхательных путях (антитела слизистой оболочки). Количественный гуморальный ответ против SARS-CoV-2 в крови (сывороточные антитела) оценивали с помощью различных тестов. Однако на данный момент он в основном опирается на тесты типа ИФА, определяющие уровни в крови анти-S IgG (направленных против белка Spike) и анти-N IgG (направленных против белка нуклеокапсида). Качественный анализ этого ответа основан на способности этих антител обладать нейтрализующей активностью (нейтрализующие антитела).

Реакция Т-лимфоцитов против SARS-CoV-2 также играет важную роль в борьбе с инфекцией. Самым быстрым тестом для оценки ответа Т-лимфоцитов является ELISPOT IFN-γ.

Что касается гуморального ответа слизистой оболочки, в нескольких исследованиях было документально подтверждено наличие вирусспецифических антител против S IgA (направленных против белка Spike) в секрете носоглотки или слюне инфицированных людей. На сегодняшний день не существует рутинно используемого теста для измерения антител слизистых оболочек к SARS-CoV-2, особенно секреторного анти-S IgA, и для анализа их нейтрализующей активности.

Таким образом, наше исследование позволит нам разработать и аттестовать методы анализа иммунитета слизистой оболочки к SARS-CoV-2. Эти методы будут иметь важное значение для анализа реакции слизистой оболочки на этот вирус.

Как только эти аналитические методы будут проверены, они позволят изучить реакцию слизистой оболочки на инфекцию, а также реакцию слизистой оболочки, вызванную вакцинацией против SARS-CoV-2, особенно при использовании назальных вакцин.

Действительно, вакцины, используемые в настоящее время для борьбы с SARS-CoV-2, индуцируют нейтрализующую активность в сыворотке против белка S (Spike). Их внутримышечный путь введения будет вызывать системный иммунитет, обеспечивая защиту от тяжелых форм инфекции. Тем не менее, иммунитет слизистых оболочек, индуцируемый современными вакцинами, остается низким. Разработка вакцины для назального введения является интересным направлением, поскольку она обеспечит более полную защиту, в частности, за счет контроля репликации вируса в верхних дыхательных путях, тем самым индуцируя развитие верхних дыхательных путей, тем самым индуцируя коллективный иммунитет и снижая передачу вируса.