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COVID-19: le differenze tra infezione e vaccinazione a livello di cellule e anticorpi

Per quanto riguarda la risposta immunitaria alla SARS-CoV-2, gli studi hanno dimostrato che una percentuale significativa di pazienti COVID-19 presenta linfopenia, che è definita come un livello di linfociti del sangue inferiore al normale. Inoltre, è stato riscontrato che alterazioni nel livello e nell’attività di specifiche cellule immunitarie, come le cellule T CD8 + attivate, le cellule natural killer, le plasmacellule e i monociti, influenzano le conseguenze cliniche dei pazienti COVID-19. In COVID-19 pazienti guariti, sono state osservate risposte robuste della memoria B e dei linfociti T insieme alla risposta anticorpale neutralizzante. A causa del suo significativo coinvolgimento nell’ingresso del virus nelle cellule ospiti, la glicoproteina spike sull’involucro SARS-CoV-2 è considerata la componente più immunogenica. Questo rende la proteina l’obiettivo principale per lo sviluppo del vaccino.

Studi sull’immunità anti-COVID-19 hanno dimostrato che sia l’infezione naturale che la vaccinazione inducono una forte risposta immunitaria protettiva contro la proteina spike. Ora un team di scienziati americani ha recentemente confrontato la risposta immunitaria provocata dall’infezione naturale da SARS-CoV-2 e dalla vaccinazione contro la malattia da coronavirus 2019 (COVID-19). I loro risultati rivelano che, a differenza della vaccinazione, l’infezione naturale da SARS-CoV-2 è associata a una robusta risposta all’interferone insieme a un’induzione dell’espressione genica citotossica nei linfociti del sangue periferico. In questo studio, gli scienziati hanno eseguito il sequenziamento multimodale di una singola cellula per caratterizzare e confrontare le risposte immunitarie dell’ospite indotte dall’infezione naturale da SARS-CoV-2 e dalla vaccinazione COVID-19.

Per il sequenziamento dell’acido ribonucleico (RNA) monocellulare, gli scienziati hanno raccolto campioni di sangue da cinque pazienti COVID-19 confermati, tre individui vaccinati con Pfizer e due individui senza infezione o vaccinazione. Hanno eseguito un test multiplex di legame delle sfere per misurare i titoli degli anticorpi anti-SARS-CoV-2 in pazienti COVID-19 e individui vaccinati. Il vaccino Pfizer COVID-19 è un vaccino a RNA messaggero (mRNA) formulato con nanoparticelle lipidiche che contiene una proteina spike a lunghezza intera stabilizzata come antigene. Conducendo l’analisi di sequenziamento, gli scienziati hanno caratterizzato i profili trascrizionali e i fenotipi dei marker di superficie nelle cellule immunitarie del sangue periferico isolate da pazienti COVID-19 e individui vaccinati. I risultati hanno rivelato una differenza significativa tra le risposte immunitarie indotte dall’infezione naturale e la vaccinazione.

In particolare, gli scienziati hanno osservato che la frequenza delle cellule staminali e progenitrici ematopoietiche e delle cellule mieloidi chiave (monociti e cellule dendritiche) nel sangue è aumentata in modo significativo nei pazienti COVID-19. Tuttavia, non hanno osservato alcuna alterazione di questo tipo nei sottogruppi di cellule immunitarie negli individui vaccinati. La risposta immunitaria osservata nei pazienti COVID-19 evidenzia l’urgente necessità di sviluppare cellule immunitarie innate (neutrofili, eosinofili, monociti ecc.) da progenitori mieloidi. Analizzando la firma trascrizionale nelle cellule mieloidi, gli scienziati hanno osservato che le espressioni dei geni associati alla produzione di interferone di tipo I e II, sono aumentate in modo significativo nei pazienti COVID-19 ma non negli individui vaccinati.

Queste osservazioni evidenziano il coinvolgimento delle vie di segnalazione dell’interferone nell’attivazione di risposte immunitarie infiammatorie contro l’infezione virale. Per quanto riguarda l’immunità umorale, gli scienziati hanno osservato un’induzione comparabile nei titoli degli anticorpi anti-SARS-CoV-2 tra i pazienti COVID-19 e gli individui vaccinati. Al contrario, hanno osservato una frequenza significativamente aumentata di plasmablasti circolanti nei pazienti COVID-19 ma non negli individui vaccinati. Con ulteriori analisi, hanno osservato che i plasmablasti dei pazienti COVID-19 erano altamente arricchiti per i geni associati all’energia mitocondriale, alle risposte dell’interferone di tipo I e II, al metabolismo degli acidi grassi e alla segnalazione di mTORC1 (sintesi proteica).

Plasmablasti da individui vaccinati, invece, hanno mostrato arricchimento genico per la via di segnalazione TNF-NFkB, ovvero di reazione infiammatoria. Analizzando in modo specifico l’espansione clonale delle cellule B, gli scienziati hanno indicato che la maggiore risposta all’interferone durante l’infezione da SARS-CoV-2 potrebbe aver indotto la differenziazione delle plasmacellule nei pazienti COVID-19. Al contrario, il vaccino sembrava innescare l’espansione delle cellule B della memoria circolanti. Inoltre, hanno osservato l’arricchimento delle cellule T attivate e delle cellule natural killer con un alto livello di funzioni effettrici citotossiche nei pazienti COVID-19. Tuttavia, non sono stati in grado di rilevare una tale firma immunitaria negli individui vaccinati. I risultati dello studio identificano una notevole differenza tra le risposte immunitarie indotte dall’infezione naturale da SARS-CoV-2 e dalla vaccinazione.

Quindi, mentre la risposta immunitaria indotta dal vaccino è principalmente associata alla clearance virale e all’immunità protettiva, una reazione immunitaria a SARS-CoV-2 aumenta significativamente il rischio di infiammazione e immunopatologia intensificate. Questo giustifica il razionale che coloro che hanno avuto il COVID-19 possono avere somministrata almeno una sola dose del vaccino, invece delle due regolari, per far sì che ci sia una risposta cellulare ed anticorpale diversificata.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Ferreira-Gomes M et al. Nat Commun. 2021 Mar; 12(1):1961.

Bernardes JP et al. Immunity. 2020 Dec 15; 53(6):1296-1314.

Wilk AJ, Rustagi A et al. Nat Med. 2020 Jul; 26(7):1070-1076.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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