Ciò che l’onda Omicron sta rivelando sull’immunità umana

Omicron-Immagine Credit Public Domain.

Gli immunologi hanno corso per capire come proteggersi da più varianti di SARS-CoV-2. La loro ricerca ha prodotto una ricchezza di intuizioni e alcune sorprese.

Nessuno prevedeva quanto velocemente Omicron avrebbe spazzato il globo. Sebbene l’aumento della variante stia iniziando a diminuire in molti paesi, il numero di casi in tutto il mondo è ancora in aumento. I funzionari della sanità pubblica assediati stanno ancora cercando di ridurre la diffusione del virus in modo che le persone con COVID-19 non travolgano gli Ospedali.

Omicron ha anche presentato agli immunologi un nuovo e urgente puzzle. I dati iniziali suggeriscono che i vaccini esistenti, progettati attorno all’originale SARS-CoV-2, non forniscono molta protezione dall’infezione con la variante, anche se sembrano ridurre il rischio di ospedalizzazione o morte. La protezione fornita da due dosi di un vaccino a RNA messaggero scende a meno del 40% solo pochi mesi dopo la seconda dose. Ma una terza dose di “richiamo” sembra aiutare. Un rapporto ha rilevato circa il 60-70% di protezione dall’infezione a due settimane dopo una terza iniezione e la protezione da forme gravi di COVID sembra forte.

“Questo è molto eccitante”, afferma Mark Slifka, immunologo presso l’Oregon Health & Science University di Portland. È anche un po’ sorprendente. Perché un terzo incontro con un vaccino mirato alla proteina spike del virus originale – che usa per entrare nelle cellule – funzionerebbe contro questa variante, che ha più di 30 mutazioni nella spike?

La capacità del sistema immunitario umano di ricordare le infezioni passate è uno dei suoi tratti distintivi, ma non è garantita una risposta duratura. Alcune infezioni e vaccinazioni suscitano una protezione permanente, ma per altre la risposta è modesta e richiede promemoria regolari sotto forma di iniezioni di richiamo o nuovi vaccini riformulati. 

COVID-19 ha imposto al mondo la possibilità di esplorare le complessità di questo fenomeno biologico complesso e cruciale. “È un incredibile esperimento naturale”, afferma Donna Farber, immunologa della Columbia University di New York City. “È solo questa incredibile opportunità di guardare le risposte immunitarie umane in tempo reale”.

Con circa dieci miliardi di iniezioni di una dozzina di vaccini COVID-19 già nelle braccia delle persone e cinque varianti preoccupanti che pulsano in tutto il mondo, gli scienziati si stanno affrettando a rispondere alle domande chiave. Per quanto tempo la vaccinazione proteggerà le persone? Come sarà questa protezione? E, naturalmente, come se la caverà un vaccino sviluppato contro l’originale SARS-CoV-2 contro altre varianti, come Omicron?

“Siamo solo all’inizio di un’ondata di scoperte”, afferma John Wherry, immunologo presso la Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania a Filadelfia. Ciò che emergerà sarà cruciale non solo per combattere il COVID-19, ma per comprendere alcune delle caratteristiche più fondamentali della memoria immunitaria.

Far durare i ricordi

Il sistema immunitario entra in azione subito dopo che un agente patogeno è entrato nel corpo. Ma possono essere necessari diversi giorni prima che le cellule specializzate che prendono di mira virus e batteri si uniscano alla battaglia. Queste cellule B e cellule T lavorano per sradicare l’infezione; dopo che il combattimento è finito, ricordano l’intruso.

“I linfociti B sono i primi soccorritori”, afferma Ali Ellebedy, immunologo presso la Washington University School of Medicine di St. Louis, Missouri. Durante una prima esposizione a un agente patogeno, le cellule B che si attivano si dividono rapidamente e si differenziano in plasmacellule che sfornano proteine ​​chiamate anticorpi. Gli anticorpi possono contrassegnare gli intrusi sospetti per la distruzione e alcuni potrebbero legarsi a una parte di un agente patogeno che gli impedisce del tutto di infettare le cellule. Questi sono gli anticorpi ‘neutralizzanti’. “Sono l’unica cosa che può davvero darti un’immunità sterilizzante“, afferma Shane Crotty, immunologo presso il La Jolla Institute for Immunology in California. Ecco perché i ricercatori in genere usano la presenza di questi anticorpi come proxy per la protezione immunitaria.

A settembre 2020, una manciata di studi ha riferito che i livelli di anticorpi neutralizzanti stavano diminuendo nelle persone che si erano riprese da COVID-19. Alcuni esperti hanno espresso preoccupazione per il fatto che l’immunità a SARS-CoV-2 potrebbe quindi essere fugace.

Gli immunologi, tuttavia, non sono stati sorpresi. Gli anticorpi dovrebbero diminuire dopo un’infezione. I linfociti B a vita breve che producono subito gli anticorpi muoiono rapidamente. “Questo è qualcosa che sappiamo da sempre”, afferma Rafi Ahmed, immunologo e Direttore dell’Emory Vaccine Center presso la Emory University di Atlanta, in Georgia.

Ciò che conta è se il corpo produce cellule B di lunga durata che possono colpire l’agente patogeno se riappare. Queste cellule si sviluppano tipicamente all’interno di strutture chiamate centri germinali, che sorgono nei linfonodi durante un’infezione e fungono da una sorta di campo di addestramento delle cellule B. Lì, le cellule si moltiplicano e acquisiscono mutazioni. Solo quelli che producono i migliori anticorpi, quelli che si attaccano più saldamente alla superficie del virus, sopravvivono. È “quasi un processo di vagliatura”, dice Ellebedy.

Entro circa un mese, alcune delle cellule che producono questi super-leganti diventano cellule B della memoria che circolano nel sangue (vedi “Memoria delle cellule B”). Non producono anticorpi, ma se incontrano il virus o le sue proteine, possono dividersi rapidamente e diventare plasmacellule che lo fanno. Il resto diventa plasmacellule longeve che risiedono principalmente nel midollo osseo e secernono un flusso piccolo, ma costante di anticorpi di alta qualità. “Quelle cellule sostanzialmente vivono con noi per il resto della nostra vita”, dice Ellebedy.

Un calo dei livelli di anticorpi dopo l’infezione è normale. Quello che gli immunologi vogliono veramente sapere è dove – o se – il declino si fermerà. Nell’aprile 2020, Ahmed e il suo team hanno iniziato a studiare le persone che si erano riprese dal COVID-19. Gli scienziati hanno scoperto che i livelli di anticorpi di quelle persone sono diminuiti rapidamente per i primi due o tre mesi dopo l’infezione. Ma poi, dopo circa quattro mesi, i ricercatori hanno visto la curva iniziare ad appiattirsi. Hanno pubblicato i risultati sui primi otto mesi, ma ora hanno dati fino a 450 giorni e Ahmed è incoraggiato da ciò che vede. “Finora, guardando la forma della curva, sembra dannatamente buona”, dice. “È davvero abbastanza stabile“.

La risposta immunitaria dopo la vaccinazione imita più o meno ciò che accade dopo l’infezione, con una grande differenza. In un’infezione da SARS-CoV-2, il sistema immunitario vede l’intero virus. I vaccini più efficaci, tuttavia, utilizzano solo una proteina virale per suscitare una risposta: la spike. E se anche i livelli di anticorpi raggiungeranno un plateau dopo la vaccinazione non è ancora chiaro. Wherry e i suoi colleghi hanno analizzato le risposte immunitarie in 61 persone per 6 mesi dopo il loro primo vaccino, scoprendo che i livelli di anticorpi hanno raggiunto il picco circa una settimana dopo il secondo vaccino e poi sono diminuiti rapidamente per un paio di mesi. Successivamente, sono diminuiti più lentamente.

Con quel declino è arrivato un calo della protezione. Gli scatti, che sono diventati ampiamente disponibili in alcuni paesi già nel dicembre 2020, hanno mostrato inizialmente un’efficacia impressionante. Ma entro luglio 2021, iniziarono ad emergere segnalazioni di infezioni rivoluzionarie. I dati provenienti da Israele, che aveva lanciato un’aggressiva campagna di vaccinazione utilizzando il vaccino mRNA Pfizer-BioNTech, hanno suggerito che la protezione di questo vaccino contro l’infezione è scesa dal 95% a solo il 39% nel corso di 5 mesi.

Quei numeri fanno sembrare che il vaccino stia vacillando. E i ricercatori hanno visto che, nel tempo, perde la sua capacità di tenere a bada le infezioni. Ma i vaccini hanno mantenuto la loro capacità di prevenire malattie gravi. La protezione dall’infezione potrebbe diminuire, ma la protezione contro il ricovero sembra reggere. “Probabilmente avrai un’immunità protettiva per anni“, dice Crotty.

Le cellule ci salveranno

La memoria immunitaria dipende non solo dagli anticorpi. Anche quando i livelli di anticorpi diminuiscono, i linfociti B della memoria possono riconoscere un invasore di ritorno, dividersi e iniziare rapidamente a produrre anticorpi per combatterlo. E la risposta delle cellule B della memoria migliora nel tempo, almeno a breve termine. Sei mesi dopo la vaccinazione, le persone nello studio di Wherry avevano un numero elevato di linfociti B della memoria che rispondevano non solo al SARS-CoV-2 originale, ma anche ad altre tre varianti preoccupanti.

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E poi ci sono i linfociti T, il terzo pilastro della memoria immunitaria. Entrando in contatto con un antigene, questi si moltiplicano in un pool di cellule effettrici che agiscono per eliminare l’infezione. Le cellule T killer si dividono rapidamente per assassinare le cellule infette e vari tipi di cellule T helper secernono segnali chimici che stimolano altre parti del sistema immunitario, comprese le cellule B. Dopo che la minaccia è passata, alcune di queste cellule persistono come cellule T di memoria (vedi “Memoria delle cellule T”).

Alcune persone potrebbero avere cellule T di memoria da precedenti infezioni da coronavirus, come quelle che causano raffreddori comuni, in grado di riconoscere SARS-CoV-2. Queste cellule potrebbero aiutare a combattere l’infezione o addirittura a fermarla completamente. Uno studio ha rilevato che gli operatori sanitari che sono stati esposti a SARS-CoV-2, ma non sono mai risultati positivi avevano segni sottili di una risposta all’infezione. I ricercatori ipotizzano che le cellule T cross-reattive chiudano l’infezione prima che possa prendere piede. “Queste persone hanno avuto un’infezione in una sorta di senso più ampio della parola”, afferma Mala Maini, immunologa dell’University College di Londra che ha guidato lo studio. Ma “probabilmente non c’è molto virus in giro perché viene chiuso molto rapidamente”.

Questa idea è ancora controversa e il fenomeno potrebbe essere raro. Le cellule della memoria in genere non possono bloccare l’infezione nel modo in cui possono neutralizzare gli anticorpi, ma non ne hanno necessariamente bisogno. Con COVID-19, l’infezione avviene rapidamente, ma ci vuole un po’ di tempo per causare una malattia grave. Questo dà alle cellule T della memoria un po’ di tempo per fare il loro lavoro. Quando vengono nuovamente esposte a un virus o a un richiamo, queste cellule entrano in azione, “proliferando drasticamente”, afferma Crotty. “In un periodo di 24 ore, puoi ottenere un aumento di dieci volte del numero delle tue cellule T di memoria.Probabilmente non è abbastanza veloce da avere un grande effetto sull’ammalarsi”, aggiunge. “Ma potrebbe essere abbastanza veloce da impedire il ricovero”.

Fonte:Nature