Nowa strategia szczepionek może wydłużyć odporność przeciwko szybko mutującym wirusom

Naukowcy z University of Wisconsin School of Veterinary Medicine zidentyfikowali potencjalny sposób na opracowanie szczepionek zapewniających dłużej utrzymującą się odporność przeciwko wirusom układu oddechowego, takim jak wirus grypy czy SARS-CoV-2.

Badanie opublikowane 25 marca w czasopiśmie Cell Reports koncentruje się na limfocytach T – komórkach układu odpornościowego, które kontrolują infekcję poprzez eliminację komórek zakażonych wirusem. W odróżnieniu od przeciwciał – będących podstawą większości obecnych szczepionek i tracących skuteczność wraz z mutacjami wirusów – limfocyty T rozpoznają bardziej konserwatywne, stabilne elementy wirusa, co stwarza możliwość uzyskania szerszej i trwalszej ochrony.

Jednym z głównych ograniczeń strategii opartych na limfocytach T jest jednak ich stosunkowo krótki czas przeżycia. Nowe badania wskazują na nieoczekiwany mechanizm, który może pozwolić obejść ten problem.

„Zidentyfikowaliśmy mechanizm, który możemy potencjalnie wykorzystać – nową wskazówkę, jak generować długowieczne limfocyty T” – podkreśla prof. M. Suresh z Department of Pathobiological Sciences, kierujący badaniem.

Nowe podejście do indukcji odpowiedzi immunologicznej

Większość dostępnych szczepionek projektowana jest w celu stymulowania produkcji przeciwciał neutralizujących, które zapobiegają zakażeniu. Strategia ta sprawdza się w wielu chorobach zakaźnych, jednak w przypadku wirusów o wysokiej zmienności genetycznej jej skuteczność bywa ograniczona.

„Potrzebujemy planu B” – zaznacza Suresh.

W przypadku wirusów takich jak SARS-CoV-2 czy wirus grypy sezonowej, „plan B” polegał dotychczas na regularnym aktualizowaniu składu szczepionek i zalecaniu kolejnych dawek przypominających. Podejście to napotyka jednak na istotne ograniczenia, w tym spadającą akceptację szczepień w populacji.

Limfocyty T mogą stanowić alternatywę – nie zapobiegają bezpośrednio zakażeniu, ale ograniczają ciężkość przebiegu choroby i przyspieszają eliminację patogenu poprzez niszczenie zakażonych komórek.

„Wyszukują i eliminują zakażone komórki pojedynczo” – wyjaśnia Suresh.

Ze względu na zdolność rozpoznawania wewnętrznych, względnie niezmiennych białek wirusowych, limfocyty T zachowują aktywność nawet w obliczu mutacji patogenu.

Problem trwałości odpowiedzi limfocytów T w płucach

Kluczowym wyzwaniem pozostaje jednak utrzymanie długotrwałej odpowiedzi immunologicznej, szczególnie w obrębie płuc – głównego miejsca infekcji wirusów oddechowych.

Zespół badawczy analizował specyficzną populację komórek odpornościowych – rezydujące tkankowo limfocyty pamięci (tissue-resident memory T cells, TRM), które pozostają w drogach oddechowych i stanowią pierwszą linię obrony.

Komórki te reagują bardzo szybko na infekcję, jednak ich liczebność z czasem spada.

„Problem polega na tym, że nie utrzymują się długo – obumierają, a mechanizmy tego zjawiska nie są w pełni poznane” – wskazuje Suresh.

Znaczenie wczesnych sygnałów immunologicznych

W badaniu, finansowanym przez National Institutes of Health, naukowcy skoncentrowali się na pierwszych godzinach po szczepieniu – okresie aktywacji wrodzonego układu odpornościowego.

Różne patogeny indukują odmienne profile odpowiedzi zapalnej, które „programują” dalszy rozwój limfocytów T pamięci. Zespół badawczy sprawdził, czy modyfikacja tych wczesnych sygnałów może wpłynąć na charakter i trwałość odpowiedzi immunologicznej.

W modelu mysim porównano dwa typy odpowiedzi zapalnej: przypominającą infekcję wirusową oraz odpowiadającą reakcji bakteryjnej.

Różnice były wyraźne.

„W przypadku odpowiedzi wirusopodobnej limfocyty T pamięci szybko zanikały, co prowadziło do utraty ochrony. Natomiast odpowiedź przypominająca infekcję bakteryjną prowadziła do powstania innej populacji komórek, które utrzymywały się dłużej i zapewniały dłuższą ochronę” – tłumaczy Suresh.

Komórki o właściwościach komórek macierzystych

Długowieczne limfocyty T wykazywały cechy przypominające komórki macierzyste, w tym zdolność do przetrwania i regeneracji.

Co istotne, komórki te zachowywały również plastyczność funkcjonalną. Po ekspozycji na wirusa były w stanie przełączyć się w klasyczny tryb odpowiedzi przeciwwirusowej.

„One po prostu zmieniają swój stan” – opisuje Suresh.

Ta zdolność adaptacji sugeruje możliwość połączenia trwałości odpowiedzi immunologicznej z jej wysoką skutecznością.

Perspektywy dla szczepionek o dłuższym działaniu

Wyniki badania wskazują na możliwość opracowania szczepionek wymagających rzadszych dawek przypominających oraz zapewniających szerszą ochronę wobec różnych wariantów wirusów.

„Czas utrzymywania się odporności ma kluczowe znaczenie. Czy możemy szczepić rzadziej i jednocześnie chronić przed nowymi wariantami?” – pyta Suresh.

Badanie podkreśla również znaczenie lokalizacji odpowiedzi immunologicznej. W przypadku infekcji dróg oddechowych szczególnie istotne może być rozwijanie szczepionek podawanych drogą donosową lub wziewną.

„Najbardziej fizjologiczną drogą immunizacji przeciwko infekcjom oddechowym jest podanie szczepionki tą samą drogą, którą wnika patogen” – dodaje badacz.

Kierunki dalszych badań

Obecne wyniki uzyskano w modelu zwierzęcym. Kolejne etapy badań obejmą testy w modelach naczelnych oraz systemach lepiej odzwierciedlających zróżnicowanie ludzkiego układu odpornościowego.

Planowane są również badania nad strategiami kierowania limfocytów T do płuc po tradycyjnej immunizacji, co mogłoby zwiększyć skuteczność ochrony bez konieczności zmiany drogi podania szczepionki.

Badanie zostało sfinansowane przez National Institutes of Health (U01 AI124299 oraz R21 AI149793).

Źródło: Cell Reports, Innate imprinting of transcriptional trajectories governs respiratory TRM fate and persistence
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117197