Le cellule T CD8 + dovute a una precedente infezione sono un attore chiave nella risposta immunitaria a SARS-CoV-2

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Quando alla fine del 2020 sono emerse varianti di SARS-CoV-2 (il virus che causa COVID-19 ), è emersa la preoccupazione che potessero eludere le risposte immunitarie protettive generate da precedenti infezioni o vaccinazioni, rendendo potenzialmente più probabile la reinfezione o meno efficace la vaccinazione.

Per indagare su questa possibilità, i ricercatori del National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), parte del National Institutes of Health, e colleghi hanno analizzato campioni di cellule del sangue di 30 persone che avevano contratto e guarito da COVID-19 prima della comparsa di varianti di virus.

Hanno scoperto che un attore chiave nella risposta immunitaria a SARS-CoV-2 – la cellula T CD8+ – è rimasto attiva contro il virus.

Il team di ricerca era guidato da Andrew Redd, Ph.D. del NIAID, e comprendeva scienziati della Johns Hopkins University School of Medicine, della Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health e della società focalizzata sull’immunomica ImmunoScape.

I ricercatori hanno chiesto se le cellule T CD8 + nel sangue dei pazienti COVID-19 recuperati , infettati dal virus iniziale, potessero ancora riconoscere tre varianti SARS-CoV-2: B.1.1.7, che è stata rilevata per la prima volta nel Regno Unito; B.1.351, originariamente trovato nella Repubblica del Sud Africa; e B.1.1.248, visto per la prima volta in Brasile.

Ogni variante ha mutazioni in tutto il virus e, in particolare, nella regione della proteina spike del virus che utilizza per attaccarsi alle cellule ed entrare. Le mutazioni in questa regione della proteina spike potrebbero renderla meno riconoscibile ai linfociti T e agli anticorpi neutralizzanti, prodotti dalle cellule B del sistema immunitario a seguito di infezione o vaccinazione.

Sebbene i dettagli sui livelli esatti e sulla composizione delle risposte anticorpali e dei linfociti T necessari per ottenere l’immunità a SARS-CoV-2 siano ancora sconosciuti, gli scienziati ritengono che siano necessarie risposte forti e ampie sia degli anticorpi che dei linfociti T per ottenere una risposta immunitaria efficace .

Le cellule T CD8 + limitano l’infezione riconoscendo parti della proteina virale presentata sulla superficie delle cellule infette e uccidendo quelle cellule.

Nel loro studio su pazienti COVID-19 recuperati , i ricercatori hanno determinato che le risposte delle cellule T CD8 + specifiche per SARS-CoV-2 sono rimaste in gran parte intatte e potevano riconoscere praticamente tutte le mutazioni nelle varianti studiate.

Sebbene siano necessari studi più ampi, i ricercatori osservano che i loro risultati suggeriscono che la risposta delle cellule T negli individui convalescenti, e molto probabilmente nei vaccinati, non è in gran parte influenzata dalle mutazioni trovate in queste tre varianti e dovrebbe offrire protezione contro le varianti emergenti.

L’immunità ottimale a SARS-Cov-2 probabilmente richiede forti risposte multivalenti delle cellule T oltre a neutralizzare gli anticorpi e altre risposte per proteggere dagli attuali ceppi di SARS-CoV-2 e dalle varianti emergenti, indicano gli autori.

Sottolineano l’importanza di monitorare l’ampiezza, l’entità e la durata delle risposte dei linfociti T anti-SARS-CoV-2 in individui guariti e vaccinati come parte di qualsiasi valutazione per determinare se sono necessarie vaccinazioni di richiamo.


Ruolo dei linfociti T nell’infezione respiratoria

Le cellule T convenzionali sono fenotipicamente e funzionalmente diverse e hanno un ruolo critico nella protezione di lunga durata conferita dalla memoria immunitaria. I linfociti T citotossici CD8 + (CTL) nel tratto respiratorio smorzano la replicazione del virus uccidendo direttamente le cellule infette e secernono citochine antivirali tra cui IFN-γ e TNF-α. Le cellule T helper CD4 + trasmettono una molteplicità di funzioni chiave per coordinare e regolare l’immunità antivirale.

Attraverso la fornitura di mediatori solubili e la co-stimolazione, le cellule CD4 + T helper follicolare (TFH) determinano lo sviluppo di anticorpi neutralizzanti ad alta affinità e la differenziazione delle cellule B del centro germinale in cellule di memoria e anticorpi secernenti di lunga durata (rivisto in Ref. [1, 2]). Le cellule T CD4 + promuovono anche l’attivazione delle cellule T CD8 + e la formazione di cellule di memoria tramite il reclutamento chemiotattico e la “licenza” mediata da CD40 delle cellule dendritiche (DC) ([[3], [4], [5], [6]] e rivisto in Ref. [7]).

Le cellule T CD4 + della memoria nel polmone facilitano il controllo precoce del virus attraverso il reclutamento di effettori immunitari da parte di meccanismi indipendenti e dipendenti dalle citochine TH1 [[8], [9], [10]]. Indotto dall’infezione, il CD4 + ThCTL nel polmone esercita una citotossicità ristretta di classe II dell’MHC e le cellule T CD4 + citotossiche dalla circolazione, che producono IFN-γ, sono state associate alla protezione contro l’influenza nell’uomo [11,12].

Attraverso un’ampia varietà di meccanismi effettori, le cellule T CD4 + e CD8 + specifiche del virus eliminano le cellule infette, controllano l’ambiente infiammatorio e facilitano l’ottimizzazione della risposta umorale.

I modelli murini sono spesso usati per dimostrare i meccanismi di protezione basata sui linfociti T dalla replicazione virale e dalla malattia. Sebbene i topi non siano un ospite naturale per i coronavirus umani (hCoV), l’adattamento virale guidato dal passaggio o dalla struttura e l’attenta selezione del ceppo ospite consentono lo studio della patologia mediata da virus [13,14].

In assenza di cellule T CD4 + e B, le cellule T CD8 + di memoria indotte a un epitopo immunodominante nella proteina spike (S) hanno prodotto citochine effettrici multiple tra cui IFN-γ, TNF-α, IL-2 e granzima B (GzmB), ha mostrato citotossicità in vivo e ridotta carica virale in seguito alla sfida letale della sindrome respiratoria acuta grave (SARS) -CoV [15].

Durante l’infezione primaria da SARS-CoV, le cellule T CD4 + mediano il controllo del virus e influiscono sulla progressione della malattia. I topi BALB / c anziani privi di cellule T CD4 + hanno sperimentato una maggiore produzione di citochine e malattie respiratorie, una clearance della SARS-CoV ritardata dai polmoni e una riduzione dei titoli anticorpali neutralizzanti e dell’afflusso polmonare di linfociti [16].

Le cellule T CD4 + di memoria delle vie aeree specifiche per nucleocapside (N) generate dalla vaccinazione intranasale sono efficacemente protette contro le malattie letali attraverso la rapida produzione di IFN-γ. La deplezione delle vie aeree delle cellule CD4 + e dell’IFN-γ ha ridotto la sopravvivenza e ha provocato un aumento dei cambiamenti patologici nei polmoni. Inoltre, l’IFN-γ derivato dalle cellule T CD4 + delle vie aeree era necessario per la maturazione e la migrazione delle DC respiratorie ottimali al linfonodo mediastinico drenante.

Infine, l’IFN-γ derivato dalle cellule T CD4 + delle vie aeree ha promosso la mobilizzazione dei linfociti T dipendenti da CXCR3 nei polmoni [17], coerentemente con i modelli descritti per altri virus e siti di infezione [[18], [19], [20]]. Presi insieme, studi murini sull’infezione patogena da coronavirus dimostrano in gran parte un ruolo protettivo per le cellule T e suggeriscono che le cellule T CD4 + e CD8 + specifiche per SARS-CoV-2 controlleranno la replicazione del virus e modereranno la patologia associata a COVID-19.

Risposte delle cellule T a SARS-CoV-2
Specificità, fenotipo e funzione dopo l’infezione

Il significato dei linfociti T nell’immunità umana alla SARS-CoV-2 può essere dedotto da studi di casi di pazienti COVID-19 con agammaglobulinemia. Sebbene limitati solo a pochi casi documentati, i pazienti COVID-19 con agammaglobulinemia legata all’X o autosomica recessiva sono stati in grado di riprendersi dall’infezione senza ventilazione di ossigeno o terapia intensiva, suggerendo che mentre le cellule B e gli anticorpi sono fondamentali per prevenire l’infezione o ridurre le dimensioni dell’inoculo , Le risposte delle cellule T possono essere sufficienti per eliminare l’infezione con una malattia minima [21,22].

La linfopenia è comunemente nota nei pazienti COVID-19, specialmente nei casi gravi [[23], [24], [25], [26], [27], [28]], con qualche evidenza di una correlazione inversa tra le cellule T abbondanza e gravità della malattia [[29], [30], [31], [32]] ed età [30] e diminuzioni più pronunciate dei linfociti T CD8 + [26]. Nei casi lievi, sono stati osservati rapporti di cellule T CD8 + / CD4 + più elevati [33], mentre la tendenza opposta è stata riscontrata nei casi gravi [23,26].

Rapporti elevati di neutrofili / cellule T sono stati trovati anche in campioni COVID-19 gravi rispetto a donatori sani, casi moderati e guariti, ed erano positivamente correlati con punteggi più elevati di Acute Physiology And Chronic Health Evaluation (APACHE) III. Nell’età (≥65 anni), una scarsità di cellule T naïve, associata a linfopenia indotta da virus, è stata fortemente associata a esiti negativi della malattia, probabilmente contribuendo a risposte immunitarie adattive ritardate e / o non coordinate [34].

Collettivamente, queste osservazioni indicano che le differenze nella composizione delle cellule immunitarie del sangue periferico possono essere prognostiche di COVID-19 grave [32,35]. Tuttavia, la rilevanza clinica di una conta dei linfociti T inferiori nella circolazione attraverso gli stati di malattia rimane poco chiara e può in parte riflettere l’emarginazione o il reclutamento e il sequestro di cellule attivate nel tessuto polmonare per combattere le infezioni [36,37], la morte cellulare indotta dall’attivazione negli organi linfoidi [38] e / o disregolazione delle cellule presentanti l’antigene [39,40].

Diversi studi che utilizzano lo spot immunosorbente collegato all’enzima IFN-γ (ELISpot), la colorazione intracellulare di citochine (ICS) e / o i test di marker indotto dall’attivazione (AIM) hanno dimostrato che le risposte delle cellule T CD4 + e CD8 + a SARS-CoV-2 sono prontamente rilevabile (80-100% e 70-80%, rispettivamente) nella maggior parte delle PBMC da campioni di pazienti adulti COVID-19 che variano in gravità della malattia.

È stata trovata un’ampia specificità per le proteine ​​strutturali e non strutturali (NSP) e l’immunodominanza è stata generalmente associata all’abbondanza di proteine ​​[23,34, [41], [42], [44], [45], [46], [47 ]]. Per le cellule T CD4 + e CD8 +, le risposte alle proteine ​​strutturali e accessorie S, di membrana (M) e N appaiono dominanti, con risposte sottodominanti agli NSP con codifica ab ORF 1. Sulla base di risultati variabili, tuttavia, il modo in cui la specificità, l’entità e la cinetica delle cellule T si relazionano alla gravità della malattia non è ancora completamente compreso [33,45,48].

I linfociti T preesistenti cross-reattivi hanno la capacità di accelerare l’eliminazione del virus con risultati clinici migliori in seguito all’infezione [49]. Pertanto, è stato esplorato un enorme interesse per il potenziale di reattività crociata dei linfociti T tra i coronavirus circolanti umani del “raffreddore comune” (OC43, HKU1, NL63 e 229E) e SARS-CoV-2. 

La reattività ai pool di peptidi SARS-CoV-2 S e non S è stata riscontrata nel 20-50% dei donatori non esposti di tutto il mondo, sebbene di entità inferiore rispetto ai campioni COVID-19 e prevalentemente all’interno del compartimento CD4 + [23,31 , 42,44, [50], [51], [52]].

In uno studio, un alto grado di omologia epitopica (∼67%) tra SARS-CoV-2 e altri hCoV ha prodotto reattività crociata nel 57% dei casi (21/37) [52]. In un altro studio, le risposte S-specifiche in individui non esposti a SARS-CoV-2 erano in gran parte derivate dal C-terminale nel sottocomponente S2 o nella regione dello stelo, che ha una maggiore omologia con gli hCoV endemici [44].

Le cellule T di SARS-CoV sono state rilevate negli esseri umani più di 10 anni dopo l’infezione, dimostrando la capacità di generare cellule T di memoria specifiche per virus che teoricamente potrebbero essere reclutate nella risposta SARS-CoV-2 dopo l’infezione [47,53].

Sono state anche descritte risposte a un epitopo NSP7 conservato in betacoronavirus animali, suggerendo ulteriori fonti di reattività crociata [47]. Tuttavia, i linfociti T cross-reattivi non sono stati identificati in tutti gli studi; Peng et al. [33] non hanno trovato evidenza di reattività crociata in soggetti naïve alla SARS-CoV-2, che potrebbe riflettere differenze nelle condizioni sperimentali, prevalenza di particolari genotipi HLA e storia di esposizione a hCoV. Studi prospettici che confrontano la risposta antivirale a SARS-CoV-2 in individui con e senza cellule di memoria cross-reattive potrebbero potenzialmente chiarire le implicazioni dell’immunità preesistente sulla patogenesi.

I primi studi retrospettivi e trasversali per valutare il contributo della memoria cross-reattiva e le risposte de novo delle cellule T SARS-CoV-2 alla protezione hanno caratterizzato il fenotipo, la capacità funzionale e lo stato di attivazione delle cellule T nel COVID-19 acuto e convalescente campioni di pazienti (rivisti in Ref. [[54], [55], [56]]). Le cellule T reattive al SARS-CoV-2 possono acquisire una varietà di fenotipi di memoria, indicando il loro potenziale di auto-rinnovamento come cellule di memoria a lunga vita nei tessuti linfoidi e periferici.

La maggior parte dei dati attuali suggerisce che sebbene entrambi i sottoinsiemi di cellule T possano acquisire fenotipi di memoria centrale (TCM), memoria effettrice (TEM) e memoria simile alle cellule staminali (TSCM), esiste una polarizzazione delle cellule T CD4 + verso TCM e CD8 + T cellule verso TEM, con eterogeneità nello stato di differenziazione [23,26,31,33,45,52,57,58]. Negli studi su COVID-19 da lieve a grave [31,57,58], le cellule CD8 + TEM / TEMRA sembravano essere meno differenziate rispetto ai casi critici, inclusi quelli con sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) [23,45].

Gli studi che confrontano direttamente le diverse fasi dell’infezione e del recupero attraverso lo spettro della malattia potrebbero informare la comprensione dell’elicitazione, del fenotipo, della cinetica e della longevità delle cellule T specifiche per SARS-CoV-2 e, soprattutto, di come potrebbero influenzare la risposta alla reinfezione.

Sia l’iperattivazione che l’esaurimento delle cellule T sono state descritte in COVID-19. Le cellule T con un fenotipo attivato, inclusa una maggiore espressione di CD38, CD39, HLA-DR, Ki-67 e CD69 sono state riportate in campioni acuti e convalescenti [26,31,35,44,59], con uno studio correlato CD38 espressione con gravità della malattia [31]. Inoltre, sono state descritte segnalazioni di IL-6 o GM-CSF che producono cellule T CD4 + nel sangue [60] e diminuzioni in sottogruppi immunoregolatori come Treg e cellule T γδ [[61], [62], [63]] .

Al contrario, è stata segnalata anche una maggiore espressione del recettore inibitorio sulle cellule T CD8 + inclusi PD-1, TIM-3, TIGIT, CTLA-4 e NKG2A precocemente dopo l’infezione, probabilmente riflettendo un certo grado di immunosoppressione e / o esaurimento funzionale, sebbene molti di questi marcatori possono riflettere l’attivazione cellulare [[29], [30], [31]]. La compromissione funzionale può non avere un impatto uniforme sulle risposte della memoria in tutti gli individui guariti.

Ad esempio, le diminuzioni nell’espressione del marker inibitorio sono tornate al basale in uno studio [29] e le risposte anamnestiche delle cellule di memoria da campioni convalescenti in un altro rapporto hanno mostrato proliferazione cellulare antigene-specifica e produzione di citochine IFN-γ e TNF a seguito di restimolazione in vitro [31] . Risultati apparentemente discordanti relativi allo stato di attivazione delle cellule T, alla reattività funzionale e alla durata evidenziano la natura altamente eterogenea delle risposte immunitarie nei pazienti COVID-19.

Più recentemente, una profilazione approfondita dei campioni COVID-19 ha rivelato diversi “immunotipi” con differenze nello stato di attivazione delle cellule T e nel fenotipo, probabilmente influenzate da variazioni nella cinetica della risposta immunitaria, gravità della malattia, genetica dell’ospite e comorbilità sottostanti.

Ad esempio, uno studio integrato di ∼250 caratteristiche immunitarie e cliniche da donatori sani, guariti e COVID-19 ha rivelato tre principali firme, che erano associate a diverse traiettorie di salute:

  • 1) attivazione e proliferazione robusta delle cellule T CD4 +, una relativa mancanza di TFH circolante (cTFH), modesta attivazione di cellule EMRA-simili, cellule T CD8 + altamente attivate o esaurite e plasmablasti T-bet +
  • 2) Risposte delle cellule T CD8 + tipo effettore T-betbright, risposte delle cellule T CD4 + meno robuste e plasmablasti Ki-67 + e cellule B di memoria, e
  • 3) mancanza di risposte linfocitarie nel ∼20% dei soggetti, indistinguibile da donatori sani [26]. Dei tre profili, le analisi di riduzione della dimensionalità hanno trovato un’associazione tra immunotipo 1 e aumento della malattia, supportando il modello di una risposta immunitaria esagerata e immunopatologia.

Ciò è coerente con uno studio separato che ha trovato un’associazione tra marcatori proinfiammatori precoci, elevati e sostenuti, carica virale e malattia grave [32]. In accordo, 18/20 dei parametri principali associati alla malattia grave erano correlati all’aumento dell’attivazione delle cellule T CD4 + e CD8 + in uno studio complementare [35]. 

Inoltre, una riduzione della frequenza delle cellule CD161 ++ CD8 + costituite per lo più da cellule T invarianti (MAIT) associate alla mucosa è stata trovata nel sangue di pazienti COVID-19 gravi ed è stata associata a punteggi APACHE III più elevati, riflettendo probabilmente il reclutamento e il potenziamento delle vie aeree dell’infiammazione dei tessuti [35,64]. Sebbene gli studi sul profilo immunitario possano identificare le firme che predicono l’esito della malattia, è difficile analizzare i determinanti della protezione o della malattia.

Contrariamente alle firme delle cellule T disregolate e alle associazioni con COVID-19, le risposte TH1 / 2, TFH e CTL polifunzionali, CD4 + TH1-polarizzate o bilanciate sono state associate a risposte immunitarie protettive ai virus, inclusi HIV e influenza [65]. Diversi studi hanno dimostrato l’elicitazione di cellule T CD4 + con un profilo di citochine TH1 dominante (e talvolta polifunzionale) inclusa la produzione di IFN-γ, TNF-α e IL-2 in pazienti convalescenti COVID-19 lievi e gravi [

31,34,42,33]. Inoltre, la produzione di IFN-γ, TNF-α, GzmB e / o l’espressione superficiale del marker di degranulazione CD107a è stata rilevata nelle cellule T CD8 + [31,33], con un rapporto che dimostra livelli più elevati di marker di citotossicità nei casi gravi [ 66]. Contrariamente ai casi lievi [57], tuttavia, l’evidenza di risposte di tipo 2 (IL-5, IL-13, IL-9 e IL-10) e di tipo 3 (IL-17A, IL-17F e IL-22) nei casi più gravi COVID-19 è stato riscontrato in alcuni [23,31,32], ma non in tutti i rapporti [48].

Queste risposte possono contribuire alla produzione di IL-1β, IL-6, CXCL8 / IL-8, TNF e CXCL10 / IP-10, che sono associati a infiammazione, danno d’organo, alterazione delle cellule T e neutrofilia [34,67 , 68]. L’infiammazione patogena nei casi gravi di COVID-19 è stata associata ad un aumentato rischio di trombosi e coagulopatia e rari casi di sindrome infiammatoria multisistemica nei bambini (MIS-C), che hanno alcune somiglianze con la malattia di Kawasaki e la sindrome da shock tossico. 

Sebbene la fisiopatologia di MIS-C non sia ancora chiara, è stato ipotizzato che possano essere coinvolti autoanticorpi, immunocomplessi e / o potenziamento dipendente da anticorpi del rilascio di citochine.

Inoltre, il riconoscimento da parte delle cellule T di cellule infettate viralmente e / o autoantigeni e il possibile riconoscimento di sequenze di superantigeni possono ulteriormente contribuire alla vasculite e al danno tissutale, incluso il danno cardiaco [56,69,70]. 

In particolare, tuttavia, sono state segnalate differenze distinte nella risposta infiammatoria, composizione delle cellule T, IL-17A e biomarcatori associati a danno arterioso tra MIS-C, COVID-19 acuto grave e malattia di Kawasaki e una migliore comprensione dei meccanismi che guidano la malattia è necessaria la progressione nei pazienti di tutte le età [71].

I TFH specifici per i virus sono obbligatori per lo sviluppo di anticorpi neutralizzanti maturati per affinità. Le analisi fenotipiche delle cellule T CD4 + dei pazienti COVID-19 hanno rivelato l’eterogeneità del TFH circolante (cTFH) (CXCR5 + PD-1 +) [26,31,34,35,48,51,57,59,72].

In convalescenza COVID-19 da lieve a moderata, sebbene cTFH S-specifico fosse arricchito per cellule TH17-like (CCR6 + CXCR3-), le cellule TH1 / 2-like (CCR6 − CXCR3 +/−) erano associate con la più alta attività di neutralizzazione plasmatica [ 72]. Inoltre, analisi citometriche ad alta dimensione da campioni COVID-19 lievi, ospedalizzati e recuperati hanno rivelato una firma attivata (ICOS + e / o CD38 +), suggerendo una recente attività del centro germinale [26,57], sebbene livelli plasmatici elevati di CXCL13 in momenti successivi l’insorgenza post-sintomatica è stata associata a COVID-19 grave [32].

Tuttavia, correlazioni inverse tra il cTFH totale S-specifico e il sottogruppo CCR6 + CXCR3-TH17-simile e la gravità della malattia sono state trovate in campioni acuti e convalescenti [34]. È interessante notare che sono state trovate differenze nella specificità dell’antigene tra CD4 + cTFH e non-cTFH. 

Ad esempio, i linfociti T CD4 + S-specifici erano inclinati verso un profilo cTFH in campioni COVID-19 convalescenti lievi e gravi, mentre i linfociti T CD4 + specifici M e N erano inclinati verso un profilo TH1 o TH1 / TH17 [31], coerente con un rapporto precedente che dimostrava la reattività cTFH arricchita alla proteina di superficie dell’emoagglutinina influenzale rispetto alla nucleoproteina [73].

I collegamenti tra la specificità dell’antigene e la funzione effettrice delle cellule T CD4 + possono riflettere differenze nella manipolazione dell’antigene virale negli organi linfoidi, con importanti implicazioni per l’inclusione dell’antigene / epitopo del vaccino. Una limitazione agli studi di cui sopra, tuttavia, è stata l’incapacità di distinguere separatamente i contributi tra cTFH e le cellule regolatrici follicolari Foxp3 + T (cTFR) potenzialmente presenti in circolazione, che sono entrambe CXCR5 + PD-1 + (rivisto in Ref. [74]).

Oltre al profilo immunitario mediante tecniche di citometria a flusso, il sequenziamento dell’RNA e l’imaging multispettrale hanno fornito ulteriori informazioni sull’eterogeneità delle cellule T e sulla plasticità funzionale. In uno studio, analisi trascrittomiche di cellule T CD4 + reattive alla SARS-CoV-2 periferiche hanno identificato una diminuzione di Treg e un’espansione dominante di ThCTL nella grave malattia COVID-19.

Una firma distinta di cTFH è stata anche associata a disfunzione e citotossicità, probabilmente contribuendo a una ridotta risposta immunitaria umorale [75]. Analogamente a un altro studio che ha rilevato livelli elevati di chemochine associati al reclutamento di cellule immunitarie e alla sopravvivenza nel plasma di pazienti gravi [32], i CD4 ThCTL erano altamente arricchiti nell’espressione di trascritti che codificano per chemochine coinvolte nel reclutamento di cellule mieloidi nei siti di infezione virale , forse esacerbando l’infiammazione patogena in COVID-19 [51].

Nei tessuti linfoidi, l’imaging di milze e linfonodi da campioni di autopsia COVID-19 ha rivelato un difetto nella formazione del centro germinale, inclusa una mancanza di differenziazione Bcl 6+ TFH, accumulo di cellule B del centro non germinale e produzione aberrante di TNF-α da Cellule CD4 + TH1 [76]. 

Pertanto, mentre le firme antivirali CD4 + TH1, TFH e ThCTL sono generalmente considerate protettive, la disregolazione può contribuire all’immunopatologia e / o ai difetti nella clearance dei patogeni. Ulteriori studi sugli elementi molecolari e cellulari che governano i programmi effettrici dei linfociti T CD4 + specifici per SARS-CoV-2 sono necessari per rivelare le loro relative influenze benefiche e dannose.

Risposte dei linfociti T indotte dal vaccino
Data la frequenza relativamente alta e le potenziali conseguenze a lungo termine del COVID-19 grave, è favorita l’istituzione dell’immunità della mandria alla SARS-CoV-2 attraverso la vaccinazione. I vaccini SARS-CoV-2 sicuri ed efficaci sono urgentemente necessari per l’immunoprofilassi e il priming per risposte anamnestiche rapide alle esposizioni successive. Ci sono attualmente oltre 200 candidati in tutto il mondo in varie fasi di test preclinici e umani [77].

I correlati della protezione immunitaria al COVID-19 sono sconosciuti, ma l’obiettivo principale della maggior parte dei vaccini è l’induzione di anticorpi neutralizzanti a causa del loro potenziale per proteggere le vie aeree inferiori e ridurre la gravità della malattia. Possono anche ridurre la durata della diffusione del virus nelle vie aeree superiori e limitare la trasmissione.

Tuttavia, è probabile che anche le risposte delle cellule T CD4 + e CD8 + coordinate e durature con la specificità, il fenotipo e la funzione appropriati siano componenti critiche, poiché più studi hanno riportato che gli anticorpi circolanti contro i CoV possono essere di breve durata o di bassa entità e / o potenza [28,78,79]. Pertanto, potrebbe essere necessaria una rapida espansione dei linfociti della memoria indotti dal vaccino per aumentare l’immunità e ridurre la malattia e la trasmissione di COVID-19.

Attualmente negli studi clinici di fase III negli Stati Uniti è l’mRNA-1273. Il vaccino è stato sviluppato da NIAID e Moderna e codifica per il trimero S stabilizzato in prefusione incapsulato in nanoparticelle lipidiche per la somministrazione intramuscolare. In uno studio preclinico di potenziamento primario sui topi, 1,0 μg di mRNA-1273 ha suscitato un profilo di citochine polarizzate TH1 (IFN-γ, TNF-α, IL-2), una scarsità di cellule TH2 che producono IL-4 e IL-5 e Cellule T CD8 +, che dimostrano una firma immunologica coerente con la protezione ed è improbabile che sia associata a una sindrome da malattia potenziata da vaccino. Le risposte dei linfociti T erano accompagnate da una forte attività neutralizzante, protezione dall’infezione da SARS-CoV-2 adattata al topo nel polmone e nel naso e nessuna evidenza di immunopatologia polmonare, anche a dosi sub-protettive [80].

Nei macachi rhesus, sono state rilevate anche risposte polarizzate TH1 all’mRNA-1273, oltre alla sovraregolazione CD40L / CD154 dipendente dall’antigene e TFH periferico produttore di IL-21, con cellule TH2 o CD8 + basse o non rilevabili. Una robusta attività neutralizzante è stata associata a una rapida protezione dalla replicazione virale e dalla patologia polmonare [81].

Nella sperimentazione umana di fase I, mRNA-1273 è stato ben tollerato e ha indotto risposte polarizzate CD4 + TH1 (TNF-α> IL-2> IFN-γ), poca espressione di citochine TH2 (IL-4 e IL-13), e risposte rilevabili delle cellule T CD8 + dopo due immunizzazioni con 100 μg in adulti più giovani e più anziani [[82], [92]]. Inoltre, l’mRNA-1273 ha suscitato un’attività neutralizzante circa 3 volte superiore al titolo medio geometrico di un pannello di sieri di convalescenza.

In uno studio separato di fase 1/2 che ha valutato la sicurezza e l’immunogenicità di un vaccino mRNA formulato con nanoparticelle lipidiche codificante per il dominio di legame del recettore trimerico (RBD) di S, BNT162b1 (Pfizer e BioNTech) è stato anche in grado di indurre anticorpi neutralizzanti 1,9-4,6 volte maggiore di un pannello di sieri umani convalescenti [83].

In uno studio complementare [84], è stato dimostrato che due dosi (1–50 μg) di BNT162b1 inducono risposte di cellule T CD4 + TH1-polarizzate e CD8 +, con poca evidenza di una risposta TH2 (IL-4), indicando un aiuto sufficiente dei linfociti T nonostante la possibilità di un minor numero di epitopi disponibili rispetto a S a lunghezza intera [52,72]. Un candidato alternativo (BNT162b2) che codifica per una S a lunghezza intera ottimizzata (simile a mRNA-1273) è stato selezionato per l’avanzamento nei prossimi studi di fase 2/3 basati su sicurezza favorevole, immunogenicità e maggiore probabilità di generare risposte coerenti tra diverse popolazioni e gli anziani a causa di una maggiore diversità di potenziali epitopi delle cellule T [85].

Sono state esplorate altre piattaforme di rilascio degli acidi nucleici; Il profilo di immunogenicità dei candidati DNA che codificano diverse forme di S in quattro macachi rhesus 5 settimane dopo l’immunizzazione ha rilevato cellule T CD4 + e CD8 + che producono IFN-γ, con poca evidenza di produzione di IL-4, suggerendo una risposta polarizzata TH1 [86].

Le piattaforme di consegna alternative di S includono vaccini con vettori virali carenti di replicazione e nanoparticelle. Un vaccino vettoriale (CanSino) adenovirus di tipo 5 (Ad5) somministrato con IM in Cina ha suscitato risposte delle cellule T che hanno raggiunto il picco a 14 giorni, ma erano ancora rilevabili al giorno 28 in uno studio di fase I, sebbene sia stato osservato un effetto dose minore a il punto temporale successivo. Le cellule T CD4 + e CD8 + hanno prodotto IFN-γ, TNF-α e IL-2, con un’ampia percentuale di entrambi i sottoinsiemi di cellule T che sono singoli produttori di IFN-γ [87].

Nel Regno Unito, uno studio di fase 1/2 che ha testato un vaccino scimpanzé a vettore di adenovirus (ChAdOx1 nCoV-19 / AZD1222, AstraZeneca) che esprimeva S ottimizzato per il codone ha rilevato risposte delle cellule T già dal giorno 7 che hanno raggiunto il picco al giorno 14 ed erano rilevabili fino al giorno 56, l’ultimo punto temporale della raccolta nello studio [88].

A differenza della risposta anticorpale, tuttavia, le risposte cellulari erano simili tra i gruppi a una e due dosi sulla base di ELISpot IFN-γ, ma le risposte CD4 e CD8 non sono state misurate separatamente. In uno studio di fase 1/2 in Russia, la proliferazione delle cellule T CD4 + e CD8 + S-specifiche e l’aumento delle concentrazioni di IFN-γ sono state trovate a seguito di un regime di prime-boost eterologo basato su vettori rAd26 e rAd5 che codifica a lunghezza intera S (Gamaleya Research Institute ), con un picco al giorno 28 [89].

Infine, i risultati dello studio di fase 1/2 di un vaccino con nanoparticelle di proteina S a lunghezza intera (NVX-CoV2373, Novavax) hanno rivelato una risposta delle cellule T CD4 + polifunzionali con polarizzazione TH1 il giorno 28, con l’adiuvante Matrix-M1 che fornisce un effetto di risparmio di il gruppo di dosaggio inferiore da 5 μg [90].

Sebbene incoraggiante, un avvertimento per l’interpretazione degli studi di fase 1-2 è il confronto degli anticorpi indotti dal vaccino con quelli del siero di convalescenza poiché un livello correlato alla protezione non è ancora noto e ogni pannello di sieri di convalescenza è composto da campioni di soggetti con differenti livelli di gravità della malattia.

Tuttavia, i dati su diverse piattaforme di vaccini distinte dimostrano segnali di sicurezza favorevoli e immunogenicità dei vaccini candidati che sono stati avanzati nei test di efficacia, con gli ultimi sviluppi esaminati in Ref. [77,91] e la bozza del panorama dell’OMS dei vaccini candidati COVID-19.

link di riferimento: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7584424/


Ulteriori informazioni:  Andrew D Redd et al, le risposte delle cellule T CD8 + in individui convalescenti COVID-19 prendono di mira epitopi conservati da più varianti circolanti SARS-CoV-2 prominenti,  Open Forum Infectious Diseases  (2021). DOI: 10.1093 / ofid / ofab143

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