Utveckling och kvalificering av metoder för att analysera slemhinneimmunsvaret mot covid-19 (MUCOVID)

SARS-CoV-2 är initialt ansvarigt för en luftburen infektion i de övre luftvägarna som, när den når lungorna, orsakar en allvarlig akut luftvägssjukdom som kallas COVID-19.

Organismens svar på denna virala aggression är initialt riktad mot andningsslemhinnan.

Detta slemhinnesvar är komplext, med olika aktivitetsnivåer som interagerar: mekanisk aktivitet, med utsöndring av slem som fungerar som en barriär för smittämnet; fysikalisk-kemisk aktivitet, med produktion av enzymer och cytokiner som bidrar till nedbrytningen av viruspartiklar; och specifik humoral immunaktivitet, med produktion av sekretoriska immunoglobuliner av IgA-typ på slemhinnenivå, med neutraliserande aktivitet som blockerar viralt inträde i värdcellen.

Dessa medfödda och adaptiva immunmekanismer, tillsammans med deras humorala och cellulära komponenter, spelar en väsentlig roll i slemhinnans barriärfunktion. Slemhinneimmunitet är därför väsentlig för ett adekvat, tidigt och långsiktigt immunsvar mot luftvägsvirusinfektioner.

SARS-CoV-2 är ett inkapslat virus med en spiralformad kapsid och ett genom som består av cirka 30 000 nukleotider. Detta genom kodar för flera proteiner som är väsentliga för virionbildning, inklusive S-proteinet för Spike och N-proteinet för nukleokapsid.

Det virala S-proteinet binder till värdcellens angiotensinomvandlande enzym 2 (ACE2). ACE2 fungerar således som en viral receptor som förmedlar viralt inträde i cellen och utlöser ett immunsvar i värden. Detta protein S är huvudmålet för det neutraliserande antikroppssvaret. Mutationer i protein S har varit ansvariga för uppkomsten av varianter av SARS-CoV-2 med olika fenotyper som påverkar överföring och känslighet för antikroppar.

N-proteinet är ett mycket immunogent glykoprotein som också är involverat i viral replikation och i moduleringen av cellulära signalvägar. Under virionsammansättningen binder N-proteinet till viralt RNA och leder till bildningen av den spiralformade nukleokapsiden. Detta N-protein är mycket konserverat i alla SARS-CoV-2-varianter och kan därför vara ett intressant mål i det universella försvaret mot detta virus.

Vid luftvägsinfektion utlöser stimulering av det mukosala immunsystemet å ena sidan ett humoralt svar med frisättning av sekretoriska immunglobuliner, främst sekretoriskt IgA. IgA:s huvudsakliga roll är att förhindra att viruset sprids i hela kroppen.

Å andra sidan kommer luftvägsinfektion också att utlösa en mukosal cellulär respons som primärt förmedlas av T-lymfocyter.

Infektion med SARS-CoV-2 utlöser ett immunsvar som involverar antikroppsproduktion i blodet (serumantikroppar), stimulering av blodlymfocyter och antikroppsproduktion i de övre luftvägarna (slemhinneantikroppar). Det kvantitativa anti-SARS-CoV-2 humorala svaret i blodet (serumantikroppar) har utvärderats genom olika tester. För närvarande förlitar den sig dock huvudsakligen på tester av EIA-typ, med blodnivåer av anti-S IgG (riktat mot Spike-proteinet) och anti-N IgG (riktat mot nukleokapsidproteinet). Kvalitativ analys av detta svar är baserad på dessa antikroppars förmåga att ha neutraliserande aktivitet (neutraliserande antikroppar).

Anti-SARS-CoV-2 T-lymfocytcellsvaret verkar också vara viktigt för att kontrollera infektion. Det snabbaste testet för att bedöma detta T-lymfocytsvar är ELISPOT IFN-y

När det gäller det humorala slemhinnesvaret har flera studier dokumenterat närvaron av virusspecifika anti-S IgA-antikroppar (riktade mot Spike-proteinet) i nasofaryngeala sekret eller saliv från infekterade individer. Hittills finns det inget rutinmässigt använt test för att mäta mukosala antikroppar mot SARS-CoV-2, särskilt sekretoriskt anti-S IgA, och för att analysera deras neutraliserande aktivitet.

Vår studie kommer därmed att göra det möjligt för oss att utveckla och kvalificera metoder för att analysera mukosal immunitet mot SARS-CoV-2. Dessa metoder kommer att vara väsentliga för att analysera slemhinnesvar på detta virus.

När dessa analysmetoder väl har validerats kommer de att göra det möjligt att studera slemhinnans svar på infektion men också det slemhinnesvar som induceras av vaccination mot SARS-CoV-2, särskilt vid användning av nasala vacciner.

De vacciner som för närvarande används för att bekämpa SARS-CoV-2 inducerar serumneutraliserande aktivitet mot protein S (Spike). Deras intramuskulära administreringssätt kommer att inducera systemisk immunitet, vilket ger skydd mot allvarliga former av infektionen. Icke desto mindre är slemhinneimmuniteten inducerad av nuvarande vacciner fortfarande låg. Utvecklingen av ett nasalt administrerat vaccin är en intressant väg, eftersom det skulle ge ett mer fullständigt skydd, särskilt genom att kontrollera virusreplikationen i de övre luftvägarna, vilket inducerar de övre luftvägarna, vilket inducerar flockimmunitet och minskar överföringen av viruset.