Почему потенциальные вакцины против COVID-19 действуют на одних людей, но не помогают другим

Анализ генетических строительных блоков иммунитета – ключ к созданию вакцины от COVID-19, доказали ученые из Инженерной школы Джейкобса при Университете Калифорнии в Сан-Диего и Калифорнийского института телекоммуникаций и информационных технологий (Qualcomm).

Исследователи разработали новый алгоритм прочтения генов, названный MINING-D. Данный метод может помочь исследователям в поиске генетических ключей, лежащих в основе многочисленных вариаций симптомов, наблюдаемых у пациентов с COVID-19. А это информация, которая является чрезвычайно важной для создания универсальной и эффективной вакцины. 

Результаты иссселдования и сам алгоритм, которые были опубликованы в журнале PLOS Computational Biology, дают ученым более полное представление о том, как гены, которые составляют основу нашей иммунной системы, создают персонализированный набор антител для защиты от вторжения патогенных микроорганизмов. Также они проливают свет на то, почему некоторые люди имеют более сильный иммунный ответ на инфекцию по сравнению с другими.

Это исследование особенно важно сейчас, когда десятки групп начинают тестировать потенциальные вакцины против COVID-19, и все эксперты видят, что вакцина действует на одних людей, но не помогает другим. Секрет кроется в мутациях в иммунной системе каждого человека. 

Существуют три группы основных генов иммуноглобулина, которые являются строительными блоками иммунного ответа человека – гены зародышевой линии: вариабельный (V), разнообразный (D) и соединяющий (J). MINING-D анализирует, как эти блоки, особенно менее изученный ген D, перестраиваются и перегруппируются для создания большого разнообразия антител. Гены D играют основную роль в создании областей антител, которые отвечают за распознавание патогенов.

MINING-D поможет исследователям изучать мутации в генах D, чего невозможно было сделать раньше. «Наше первоначальное исследование показало, что некоторые варианты генов D используются чаще, чем другие, в ответ на различные инфекции. Мы надеемся, что эта информация откроет путь к разгадке роли D-генов в том, насколько трудно или легко пациенту бороться с инфекцией», – сказал Винну Бхардвадж, ведущий автор исследования.

Когда патоген попадает в здоровый организм, он вызывает иммунный ответ, который включает рекомбинацию генов зародышевой линии и их мутации. Процесс, который происходит совершенно по-особому у каждого человека, приводит к образованию примерно миллиарда антител, циркулирующих в каждом организме в любой период времени. Этот персонализированный набор антител постоянно меняется, чтобы бороться с новыми инфекциями.

Исследователи отмечают, что, как и в случае с гриппом, более ранние исследования показали, что единичная мутация в гене, называемом IGHV1-69, приводит к снижению способности человека распознавать вирус гриппа и, следовательно, к неспособности выработать против него иммунный ответ. Понимание сходных генетических вариаций среди пациентов с COVID-19 может быть ключом к разработке универсальной вакцины, которая запустит в организме выработку антител, которые распознают и нейтрализуют вирус SARS-CoV-2.