Биологи: иммунитет к новым штаммам SARS-CoV-2 зависит от генетики человека
Связь генетических особенностей иммунной системы человека и его способности эффективно противостоять новым штаммам коронавируса установила международная команда исследователей, в состав которой входят сотрудники факультета биологии и биотехнологии Национального исследовательского университета Высшая школа экономики (НИУ ВШЭ), 18 января сообщает пресс-служба учебного заведения.
Предрасположенность к формированию Т-клеточного иммунитета, способного бороться с новыми формами вируса, определяется индивидуальным генетическим статусом HLA-I. Результаты исследования этой связи ученые представили в статье, опубликованной в журнале PeerJ.
Третью волну коронавируса в середине 2021 года вызвал оказавшийся более заразным, чем предыдущие варианты инфекции, дельта-штамм SARS-CoV-2. При этом мутации белков дельта-штамма сделали его менее поддающимся приобретенному иммунитету людей, переболевших и вакцинированных от COVID-19.
Науке известно, что за приобретенный иммунитет к инфекциям в основном отвечают Т-лимфоциты, являющиеся клетками иммунной системы. Они распознают попавшие в организм чужеродные антигены и запускают иммунный ответ.
Для этих целей у них на поверхности находятся специальные рецепторы, называемые T-клеточными рецепторами. Они «запоминают» чужеродные антигены, и если те снова попадают в организм, иммунная реакция включается быстрее, и организм оказывается защищенным от повторного заражения тем же вирусом.
В распознавании патогена T-клеточным рецепторам человека помогают молекулы лейкоцитарного антигена класса I (HLA-I). При попадании вируса в организм молекулы HLA-I связываются с молекулами патогена и «демонстрируют» их на поверхности зараженных клеток, чтобы их могли «разглядеть» T-клеточные рецепторы.
У каждого человека существует свой уникальный набор генов HLA-I, который определяется его генетикой, что и приводит к различному течению заболевания у разных людей. Как ранее установили исследователи ИУ ВШЭ, именно индивидуальный генетический статус HLA-I ответственен за тяжелое протекание COVID-19.
Поскольку после первой волны коронавируса вирус значительно мутировал, а соответственно, изменилась и восприимчивость к нему людей, назрела необходимость в новых исследованиях.
Командой ученых было выполнено сравнение особенностей генотипов HLA-I пациентов, переболевших COVID-19 в первую и третью волну пандемии. Были проанализированы геномы 147 пациентов, переболевших COVID-19 в первую волну (с мая по август 2020 года) и 219 пациентов третьей волны (с июня по июль 2021-го).
Анализ генотипа для типирования генов HLA проводился методом секвенирования следующего поколения (Next-generation sequencing, NGS). Он позволяет определить, какие аллели (варианты генов) имеются у конкретного человека. Далее ученые сравнили частоту наличия того или иного аллеля у этих двух групп пациентов.
В результате выяснилось, что частота носителей аллеля HLA-A*01:01 оказалась вдвое ниже среди пациентов третьей волны по сравнению с первой. Другие аллели HLA-I одинаково встречались часто в обеих группах.
Если ранее считали, что HLA-A*01:01 связан с более высоким риском заражения и более тяжелым течением COVID-19, то сейчас исследователи предполагают, что это не так. Они выдвинули гипотезу, что снижение его встречаемости среди заболевших в третью волну вызвано ранее сформировавшимся у его носителей Т-клеточным иммунитетом к SARS-CoV-2.
Аллель HLA-A01:01 в основном связывается с молекулами вируса SARS-CoV-2, которые кодируются в его геноме в области ORF1ab, в меньшей степени подверженной мутациям. Возможно, иммунитет носителей HLA-A01:01 научился обнаруживать коронавирус независимо от его мутации.
«Найденное нами падение числа носителей этого аллеля среди пациентов третьей волны может быть связано с тем, что значительная доля его носителей переболела к третьей волне и сформировала стойкий Т-клеточный иммунитет, который не позволяет им попадать в больницу», — пояснил заведующий Лабораторией исследований молекулярных механизмов долголетия НИУ ВШЭ Максим Шкурников.
Также было отмечено, что у пациентов с аллелем HLA-A*01:01, переболевших COVID-19, преобладают так называемые T-лимфоциты памяти, которые длительное время хранят информацию об антигенах инфекций, выявленных ими ранее. Иммунный ответ, формируемый такими клетками при повторной атаке вируса, происходит быстрее.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что иммунитет носителей аллеля HLA-A*01:01 в генотипе HLA-I более эффективен в «запоминании» коронавируса независимо от его мутаций. А также подтверждают возможность генетической предрасположенности человека к тяжелому течению COVID-19.
Ученые считают, что результаты их исследования могут лечь в основу разработки эффективных вакцин от COVID-19, нацеленных на область ORF1ab вируса.
