mRNR vakcinos išgelbėjo gyvybes per COVID-19 pandemiją, tačiau vyresnio amžiaus žmonių imuninis atsakas į vakcinas buvo mažesnis nei jaunesnių suaugusiųjų. Kodėl? Bostono vaikų tyrėjai, vadovaujami mokslų daktaro Byrono Brooko ir mokslų daktaro Oferio Levy, rado kai kuriuos atsakymus, kartu pateikdami naujos sistemos, galinčios modeliuoti vakcinos atsaką lėkštelėje, koncepcijos įrodymą.
Bandymo sistema, aprašyta šiandien paskelbtame dokumente iSciencevadinamas MEMPHIS (Modulinis imunogeniškumo įvertinimas naudojant kelių platformų žmogaus in vitro sistemas). Jis analizuoja viso žmogaus kraują iš skirtingų amžiaus grupių žmonių ir taiko proteomiką ir tikslinius tyrimus, kad išmatuotų mRNR vakcinų sukeltą citokinų (imuninių signalinių baltymų) gamybą.
„Mūsų džiaugsmas yra galimybė modeliuoti atsaką į mRNR vakcinas už kūno ribų, atsižvelgiant į amžių, o tai parodome pirmą kartą“, – sako Levy, Bostono vaikų Precision Vaccines Programos vadovas. „Mūsų modelis suteikia mums supratimo apie vakcinų aktyvumą pažeidžiamose populiacijose.” Tai savo ruožtu galėtų padėti paspartinti veiksmingesnių vakcinų paiešką.
Daugialypis stebėjimas
Komanda paėmė kraujo mėginius iš skirtingų amžiaus grupių žmonių ir į mėginius pridėjo Pfizer/BioNTech COVID mRNR vakciną. Išsamūs bandymai, įskaitant proteomiką ir sistemų biologijos metodus, tada išmatuotas imuninės sistemos aktyvavimas reaguojant į vakciną.
Taikant šį metodą, buvo nustatytas prislopintas įgimtas imuninis atsakas vyresniems nei 60 metų žmonėms, palyginti su 18–50 metų amžiaus žmonėmis. Visų pirma, vyresnio amžiaus žmonėms buvo susilpnėjęs gebėjimas palaikyti TH1 imunitetą, sumažėjęs ankstyvas uždegiminis atsakas ir mažesnis keturių pagrindinių citokinų (CXCL10) lygis. , IL-1RA, IFN-g ir CCL4), biomarkeriai, kurie reiškia didesnio imuninio atsako susidarymą.
„Ankstyvas įgimtas atsakas į mRNR vakcinas yra labai svarbus mokant adaptyviąją imuninę sistemą, skatinant CD4 T ląstelių brendimą ir palaikant ilgalaikius ląstelių ir antikūnų atsakus”, – aiškina Brook.
Mažesnis pradinis atsakas, susijęs su senėjančiu amžiumi, taip pat pastebėtas pelėms, gali paaiškinti, kodėl vyresnio amžiaus žmonių imunitetas susilpnėjo greičiau, teigia mokslininkai.
Nors tyrimai su pelėmis tradiciškai buvo laikomi auksiniu tyrimų standartu, jie yra brangūs, atima daug laiko ir ne visada tiksliai fiksuoja žmogaus imuninę biologiją. 2022 m. Kongresas priėmė FDA modernizavimo įstatymą 2.0, leidžiantį alternatyvius bandymus su gyvūnais, įskaitant žmogaus ląstelių ir organoidų modelius bei sistemų biologijos metodus.
Levy pabrėžia, kad jų MEMPHIS testavimo sistema, kuriai jie pateikė patentą, yra šio naujo požiūrio pavyzdys. Sistema suteikia gudresnį būdą nuspėti žmogaus amžiui būdingą vakcinos atsaką, leidžiantį vienu metu tirti kelias vakcinos dozes ir vakcinos adjuvantus – imuninį atsaką stiprinančius junginius, ypač dominančius Levy laboratorijoje – su mėginiais iš to paties asmens.
„Jei pavyktų vyresnio amžiaus žmogui sukelti įgimtą į jauną suaugusiųjų imuninį atsaką, galėtume suteikti daugiau apsaugos“, – sako Brookas.
Rizikos mažinimo vakcinos kūrimas kūdikiams ir pagyvenusiems žmonėms
Brook ir Levy dabar planuoja panašų tyrimą su naujagimiais, kurie turi skirtingą imuninę sistemą ir atsaką į vakciną. Jie taip pat nori naudoti savo tyrimą, kad surastų kraujyje biologinius žymenis, kurie nuspėtų, kuri mRNR vakcina greičiausiai bus veiksmingesnė.
„Mes norime paspartinti ir sumažinti vakcinų kūrimą naudojant žmogaus in vitro sistemas ir galiausiai pasirinkti, kuri vakcina ir adjuvantas yra optimalūs kiekvienai populiacijai“, – sako Levy.