O echipă de cercetători din Statele Unite a analizat probe de sânge de la peste 4.000 de persoane pentru a înţelege de ce răspunsul imun după vaccinare diferă atât de mult între indivizi. Analiza arată că profilul anticorpilor existenţi înainte de vaccinare poate conţine informaţii despre capacitatea organismului de a răspunde la vaccin. Cercetătorii consideră că această abordare ar putea contribui, dacă rezultatele vor fi confirmate, la identificarea persoanelor cu risc de răspuns imun redus.
Vaccinurile protejează majoritatea persoanelor împotriva formelor grave de boală, însă intensitatea răspunsului imun nu este aceeaşi pentru toată lumea. Vârsta, sexul, factorii genetici, bolile anterioare şi afecţiunile existente au fost asociate cu diferenţe ale răspunsului la vaccinare.
Persoanele cu afecţiuni sau tratamente care reduc activitatea sistemului imunitar prezintă adesea un risc mai mare de răspuns slab. Astfel, răspunsul la vaccin poate varia considerabil chiar şi în rândul persoanelor cu un sistem imunitar slăbit (imunosupresie) din cauza unei afecţiuni sau a unui tratament. Unele persoane cu imunosupresie dezvoltă un răspuns puternic, în timp ce unele persoane sănătoase răspund mai slab.
Cercetătorii coordonaţi de Arizona State University (ASU) au investigat dacă informaţiile existente în sânge înainte de vaccinare pot ajuta la estimarea răspunsului imun. Studiul a inclus 8.687 de probe provenite de la 4.089 de participanţi.
În probele de sânge, echipa a măsurat anticorpi îndreptaţi împotriva a 185 de antigene – structuri pe care sistemul imunitar le poate recunoaşte şi împotriva cărora poate produce un răspuns. Analiza a inclus antigene provenite de la SARS-CoV-2, virusul care provoacă Covid-19, de la alte virusuri şi bacterii frecvente, precum şi ţinte asociate bolilor autoimune.
Participanţii au inclus voluntari sănătoşi şi persoane cu afecţiuni sau tratamente asociate cu imunosupresia. Printre acestea s-au numărat infecţia cu HIV, mielomul multiplu, tumorile maligne ale organelor solide, boli autoimune şi boli inflamatorii intestinale (BII). Au fost incluse şi persoane care primiseră un transplant de organ solid.
Cercetătorii au analizat probe recoltate înainte şi după vaccinarea împotriva Covid-19. Ulterior, au folosit inteligenţa artificială (AI) pentru a identifica tiparele anticorpilor asociate cu răspunsuri puternice sau slabe la vaccinare.
Analiza a arătat că mai multe grupuri de persoane cu imunosupresie aveau o probabilitate mai mare de a dezvolta un răspuns redus la vaccin. Încadrarea într-o categorie clinică nu a fost însă suficientă pentru anticiparea răspunsului la nivel individual.
Unii participanţi cu imunosupresie au dezvoltat răspunsuri puternice. În acelaşi timp, aproximativ 5-6% dintre participanţii sănătoşi au avut răspunsuri slabe la vaccinarea împotriva Covid-19.
Cercetătorii au observat şi o asociere între nivelurile mai ridicate ale anumitor anticorpi preexistenţi şi un răspuns mai puternic la vaccinare. Printre aceştia s-au numărat anticorpi împotriva unor microorganisme frecvente, precum Staphylococcus aureus, virusul sinciţial respirator (RSV) şi respirovirusul uman 3.
Autorii numesc aceşti anticorpi „santinelă”, deoarece ar putea reflecta starea de pregătire a sistemului imunitar înainte de vaccinare. Ei nu acţionează neapărat împotriva ţintei vaccinului. Prezenţa lor poate indica însă cât de pregătită este componenta sistemului imunitar responsabilă de producerea anticorpilor să răspundă la stimulare.
Echipa a analizat apoi întregul profil al anticorpilor, nu doar câţiva markeri individuali. Pentru această etapă, cercetătorii au utilizat un model de învăţare profundă, o metodă de AI capabilă să identifice tipare complexe în volume mari de date.
Modelul a combinat informaţiile obţinute din întregul grup de anticorpi pentru a construi un profil imun mai amplu. Astfel, cercetătorii au putut identifica tipare asociate cu persoanele care aveau probabilitatea de a răspunde slab la vaccinare.
Abordarea diferă de metodele care încearcă să estimeze răspunsul la vaccin prin analize genetice. În acest caz, informaţia provine din profilurile anticorpilor măsuraţi în sânge, iar cercetătorii consideră că metoda ar putea fi mai uşor de adaptat pentru utilizarea clinică.
„Studiul nostru a arătat că anumiţi biomarkeri, atunci când sunt analizaţi cu ajutorul AI, pot anticipa cine are şanse să răspundă bine la un vaccin, chiar înainte de administrarea acestuia. Rezultatele sugerează că unele persoane pot avea un sistem imunitar mai pregătit să răspundă decât altele”, a declarat, joi, coordonatorul studiului, dr. Joshua LaBaer, medic cu specializare în medicină internă şi oncologie medicală, şi director executiv al Biodesign Institute din cadrul ASU şi director al Virginia G. Piper Center for Personalized Diagnostics, citat într-un comunicat ASU.
Tehnologiile folosite în studiu permit măsurarea simultană a răspunsurilor anticorpilor faţă de numeroase ţinte. În loc să stabilească doar dacă o persoană are anticorpi împotriva unui anumit agent patogen, metoda analizează un profil imun format în urma contactelor anterioare cu virusuri, bacterii şi alte antigene.
Autorii precizează că rezultatele ar putea avea relevanţă şi pentru alte vaccinuri, dacă vor fi validate prin studii suplimentare. Profilarea anticorpilor „santinelă” ar putea fi investigată pentru evaluarea vaccinurilor şi pentru identificarea persoanelor cu risc de răspuns imun redus.
În viitor, o asemenea abordare ar putea ajuta medicii să identifice persoanele care ar putea avea nevoie de doze suplimentare, de o monitorizare mai atentă sau de alte metode de prevenire a îmbolnăvirii. Cercetătorii consideră că metoda ar putea contribui şi la înţelegerea diferenţelor între indivizi în ceea ce priveşte răspunsul la vaccinare.
Rezultatele arată că răspunsul la vaccinare nu poate fi anticipat doar pe baza stării de sănătate sau a unor tratamente care slăbesc sistemul imunitar. Profilul anticorpilor prezenţi înainte de administrarea vaccinului ar putea oferi informaţii suplimentare despre capacitatea sistemului imunitar de a răspunde, însă utilizarea acestei abordări dincolo de vaccinarea împotriva Covid-19 necesită validare în studii suplimentare.
Cercetarea a fost coordonată de ASU, în colaborare cu instituţii medicale şi de cercetare din Statele Unite. Studiul a fost publicat, joi, în revista Cell Press Blue.