Lây nhiễm “đột phá” COVID-19 thay đổi tế bào miễn dịch như thế nào?

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu miễn dịch La Jolla (LJI) cho thấy người đã tiêm vaccine COVID-19 và sau đó bị nhiễm “đột phá” (‘breakthrough’ infections: nhiễm đột phá là trường hợp một người được tiêm đầy đủ vaccine ngăn ngừa bệnh nhưng bị mắc lại chính bệnh đó) đã được ‘trang bị’ đầy đủ khả năng chống lại các lây nhiễm SARS-CoV-2 trong tương lai.

Một bức ảnh trên kính hiển vi điện tử quét về một tế bào apoptotic (xanh lá cây) khi bị nhiễm các hạt SARS-COV-2 (màu vàng), được phân lập từ một mẫu bệnh phẩm. Nguồn: Viện Sức khỏe Mỹ

Bằng việc phân tích các mẫu máu từ các tình nguyện viên, các nhà nghiên cứu LJI đã khám phá ra là những người đã trải qua triệu chứng lây nhiễm đột phá phát triển các tế bào T tốt hơn trong việc ghi nhận và hướng đích SARS-CoV-2, bao gồm các biến thể omicron và delta. Các nhà nghiên cứu miêu tả sự bảo vệ gia tăng là “một bức tường bảo vệ”.

“Virus này đã tiến hóa nhưng quan trọng nhất là hệ miễn dịch cũng thế. Các tế bào không ăn không ngồi rồi, thay vào đó, chúng học cách ghi nhận các phần của virus đột biến”, giáo sư LJI Alessandro Sette, đồng tác giả của nghiên cứu trên Cell Reports Medicine cùng giáo sư LJI Shane Crotty và trợ lý giáo sư LJI Alba Grifoni.

Các tình nguyện viên đã trải qua lây nhiễm đột phá có triệu chứng phát triển các tế bào T ghi nhận nhiều đích trên gai virus SARS-CoV-2 và các yếu tố quyết định kháng nguyên (epitopes). Việc nghiên cứu các tình nguyện viên với tế bào T giúp đem lại cái hiểu tốt hơn về những vùng đột biến trên các biến thể SARS-CoV-2 mới.

Ngay cả các lây nhiêm đột phá phi triệu chứng thúc đẩy các phản hồi tế bào T, dẫu hiệu quả không đáng kể. Các lây nhiễm đột phá dẫn các tế bào B tạo ra những kháng thể phản ứng chéo chống lại SARS-CoV-2. Phần lớn các kháng thể hướng đích tới các biến thể virus mới và các kháng nguyên vaccine nguyên bản.

Các nhà nghiên cứu không tìm thấy bằng chứng của việc “rút cạn tế bào T” trên các tình nguyện viên tham gia nghiên cứu đã trải qua cả tiêm vaccine lẫn lây nhiễm SARS-CoV-2.

Nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí Cell Reports Medicine “SARS-CoV-2 breakthrough infections enhance T cell response magnitude, breadth, and epitope repertoire” 1.

Các tế bào T gia tăng năng lực chống lại virus

Nhiều nghiên cứu chứng tỏ là việc tiêm chủng chống lại SARS-CoV-2 giúp con người có khả năng chống lại bệnh nặng. Nhiều nghiên cứu do các nhà khoa học LJI dẫn dắt đã chứng tỏ là phản hồi miễn dịch kéo dài và có thể giúp bảo vệ cơ thể khỏi “lo ngại biến thể” virus mới.

Với nghiên cứu mới, họ đã tìm hiểu một cách chính xác cách lây nhiễm đột phá ảnh hưởng đến các tế bào T và B. Họ đã theo dõi một nhóm tình nguyện viên đã được tiêm vaccine và trải nghiệm lây nhiễm đột phá.

“Với nghiên cứu đoàn hệ tình nguyện viên, chúng tôi có một cái nhìn độc đáo để nhìn vào cách hệ miễn dịch phản hồi trước và sau lây nhiễm đột phá”, Grifoni nói.

Đồng tác giả nghiên cứu, postdoc Alison Tarke chứng tỏ là các lây nhiễm đột phá đã gợi ý các tế bào T mở rộng “các kịch mục chống bệnh” của mình. Nhờ vậy các tế bào có thể ghi nhận những đặc trưng, hoặc các kháng nguyên, về SARS-CoV-2.

Các tế bào T này xuất hiện để phát triển “các hạng mục chống bệnh” nhờ sự kết hợp của tiêm chủng và lây nhiễm đột phá. Các vaccine COVID-19 đã dạy các tế bào T việc ghi nhận một phần uqan trọng của SARS-CoV-2 là các protein gai. Trong khi đó, sự lây nhiễm SARS-CoV-2 gợi ý các tế bào T ghi nhận gai cũng như các protein khác của virus.

Lây nhiễm đột phá đã dẫn các tình nguyện viên đến việc các tế bào T của họ có thể ghi nhận và hướng đích SARS-CoV-2, ngay cả khi chỉ đích đó đã được đột biến.

Các nhà khoa học ở La Jolla. Ảnh: Earnie Grafton

Nhiều lớp bảo vệ hơn

Lây nhiễm đột phá các biến thể omicron và delta cũng gợi ý cho các tế bào B sản xuất ra nhiều kháng thể đa dạng hơn. Các kháng thể này có thể hướng đích các epitope mà vaccine và biến thể SARS-CoV-2 lây nhiễm có điểm chung.

Trên thực tế, phần lớn các kháng thể mới ấy đều hữu dụng trong việc tấn công vào các epitope dạng này. “Các tế bào B thường chỉ phản hồi đặc hiệu với biến thể bị lây nhiễm chứ hiếm khi do vaccine”, tiến sĩ Parham Ramezani-Rad, tác giả thứ nhất nói.

Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra một xu thế thú vị khác ở người có lây nhiễm đột phá. Đó là các vaccine COVID-19 có xu hướng được tiêm ở bên trên bắp tay, có nghĩa là các tế bào miễn dịch chống lại SARS-CoV-2 phát triển ở xa hệ hô hấp trên. SARS-CoV-2 có xu hướng lây nhiễm ở đường hô hấp trên đầu tiên, điều đó có nghĩa là có thể có một khoảng trễ để các tế bào miễn dịch phản ứng đúng với trường hợp bị nhiễm.

“Một lây nhiễm đột phá có tiềm năng tăng thêm một lớp bảo vệ ở phía trên cho một vaccine”, Grifoni nói.

Lây nhiễm không triệu chứng là gì?

Khi nghiên cứu, các nhà khoa học cũng tìm ra các tín hiệu nhiễm SARS-CoV-2 trước trong khoảng 30% tình nguyện viên chưa từng có dấu hiệu nhiễm COVID-19. Những tình nguyện viên này đã từng tiếp xúc với nhiều ca nhiễm không triệu chứng ở thời kỳ đầu đại dịch.

“Nghiên cứu của chúng tôi đề xuất việc phần lớn người chưa từng nghĩ mình lây nhiễm đột phá thì trên thực tế lại có”, Grifoni nói.

Không bằng chứng về sự kiệt sức của tế bào T

Nghiên cứu mới giải quyết được mối lo ngại về việc nhiễm đi nhiễm lại hoặc vaccine COVID-19 có thể dẫn đến hiện tượng suy kiệt tế bào T, khi tế bào T mất đi năng lực hướng đích một mầm bệnh.

Các nhà khoa học phát hiện ra các lây nhiễm đột phá kích thích tế bào T tạo ra nhiều dạng cytokine, các phân tử tín hiệu giúp chiến đấu với lây nhiễm. Trước khi có lây nhiễm đột phá, các tế bào T có thể tạo ra một hoặc hai dạng cytokine, Grifoni giải thích.

“Sau lây nhiễm đột phá, các tế bào tạo ra nhiều dạng cytokine, khiến chúng thêm phần hiệu quả”, Grifoni nói. “Không chỉ là các tế bào T của chúng ta không kiệt sức mà chúng trên thực tế còn được cải thiện năng lực”.

“Tường thành miễn dịch” dường như không có giới hạn. Theo sau một lây nhiễm đột phá không triệu chứng, tế bào T có năng lực xuất hiện để phản hồi với lây nhiễm có triệu chứng thường gặp. Các tế bào B tiếp tục tạo ra các kháng thể trung hòa theo sau đó nhưng các nhà khoa học không thấy “cú thúc lớn” để trung hòa các mức kháng thể.

Vậy mọi người có cần tiếp tục tiêm thêm một mũi vaccine SARS-CoV-2 nữa không? Các nhà khoa học ở LJI cho thấy là SARS-CoV-2 tiếp tục tiến hóa, và COVID-19 có thể là nguyên nhân dẫn đến các bệnh nặng ở người có hệ miễn dịch yếu. Lời khuyên ở đây là tiếp tục tuân thủ hướng dẫn của CDC về những người cần tiêm thêm vaccine 2.

Phát hiện có thể hướng dẫn những nỗ lực phát triển vaccine

Nghiên cứu này là một bước quan trọng hướng đến phát triển các vaccine mới chống lại các biến thể SARS-CoV-2 trong tương lai và nhiều viruse khác có tiềm năng gây ra đại dịch.

Ramezani-Rad nói nghiên cứu giúp trả lời những câu hỏi quan trọng về lây nhiễm đột phá thay đổi các phản hồi kháng thể. Tuy nhiên ông tò mò về cách các biến thể mới của SARS-CoV-2 – hoặc các thiết kế vaccine mới – có thể phải điều chỉnh hệ miễn dịch nhiều hơn.

“Nghiên cứu về phản hồi của tế bào B ở đường hô hấp trên – nơi xuất hiện lây nhiễm – sẽ đem lại thông tin về cách chúng phản hồi, cụ thể sau lây nhiễm đột phá”, Ramezani-Rad nói.

Sette và Grifoni đang tập trung vào cách huấn luyện tế bào T ghi nhận nhiều dạng coronaviruses cùng lúc. Nghiên cứu của họ rất quan trọng để phát triển một vaccine “chế ngự mọi coronavirus”.

Trong nghiên cứu năm 2023, các phòng thí nghiệm của họ hợp tác với các nhà khoa học tại ĐH Genoa để chứng tỏ một số tế bào T có thể ghi nhận nhiều coronaviruses cùng lúc 3. Nghiên cứu mới chứng tỏ cách lây nhiễm đột phá có thể định hình phản hồi của tế bào T để chống lại các biến thể SARS-CoV-2 mới.

“Chúng tôi thấy rất thú vị khi thấy hiện tượng này có thể được khai thác để chuẩn bị cho những mối đe dọa đại dịch tiềm năng khác”, Sette nói. “Đây là một bước đi trên chặng đường giúp bảo vệ chúng ta chống lại lây nhiễm do virus và những đại dịch tiềm năng”.

Thanh Phương tổng hợp

Nguồn: https://medicalxpress.com/news/2024-05-covid-breakthrough-infections-immune-cells.html

https://www.earth.com/news/covid-19-breakthrough-infections-build-an-immunity-wall

——————————————-

1.https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2666379124002751

2.https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/vaccines/stay-up-to-date.html

3.https://medicalxpress.com/news/2023-06-family-resemblance-cells-coronaviruses.html

Tác giả