Коронавирус эволюционирует, но и наши антитела тоже
Появление новых штаммов короновируса вызвало вопросы о нашем долгосрочном иммунитете к коронавирусу. Будут ли антитела, которые мы производим после заражения или вакцинации, защищать нас от будущих вариантов вируса? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые выясняют, как наши антитела реагируют на коронавирус с течением времени. Клинический научный сотрудник в области вирусологии Сара Эл Кэдди и научный сотрудник в области онкологии Мэн Ван из Кембриджского университета в статье для The Conversation объясняют: наши антитела способны эволюционировать и распознавать даже незнакомые штаммы. Более того, их способность эволюционировать превосходит таковую у вирусов, так как эволюция происходит более направленно.
В нескольких исследованиях недавно сравнили разницу между антителами, вырабатываемыми сразу после коронавирусной инфекции, и теми, которые могут быть обнаружены через 6 месяцев. Результаты оказались впечатляющими и обнадеживающими.
Через 6 месяцев после заражения в крови хоть и обнаруживается меньше относящихся к коронавирусу антител, их остатки претерпевают значительные изменения. Исследователи проверили их способность связываться с белками из новых вариантов коронавируса и обнаружили, что 83% «созревших» антител лучше распознают эти штаммы. Недавний препринт (исследование, которому еще предстоит пройти экспертную оценку) также показал, что некоторые антитела, присутствующие через 6 месяцев после заражения, начинают распознавать родственные, но совершенно разные вирусы.
Как это возможно? Это довольно очевидно просто потому, что В-клетки, вырабатывающие антитела, эволюционируют после их первой активации. Хотя хорошо известно, что вирусы могут мутировать с течением времени, наши собственные В-лимфоциты также могут использовать преимущества мутаций для создания превосходных антител.
Соматическая гипермутация
Ключевое различие между мутацией антител и вирусами заключается в том, что мутации в антителах не являются полностью случайными. На самом деле они непосредственно вызваны ферментом, который находится только в В-лимфоцитах, известным как AID (Дезаминаза, индуцированная активацией — Activation-induced deaminase). Этот фермент намеренно вызывает мутации в ДНК, ответственной за создание той части антитела, которая может распознать вирус. Этот механизм мутации был раскрыт первопроходцами в молекулярной биологии в лаборатории MRC в Кембридже, Великобритания почти 20 лет назад.
Активность AID приводит к гораздо более высокой скорости мутации в В-лимфоцитах, чем в любой другой клетке организма. Это явление называется «соматическая гипермутация». Некоторые из мутаций улучшают связывание этого антитела с целевым вирусом. Одни мутации не будут иметь никакого эффекта, а другие фактически уменьшат способность антитела цепляться за целевой вирус. Это означает, что должна существовать система, в которой будут отбираться В-лимфоциты, вырабатывающие лучшие антитела.
В-лимфоциты продуцируются в небольших железах, называемых лимфатическими узлами. Лимфатические узлы находятся по всему телу и часто увеличиваются, если вы боретесь с инфекцией.
В лимфатических узлах В-лимфоциты, способные вырабатывать лучшие антитела после соматической гипермутации, получают положительные сигналы, заставляющие их размножаться быстрее. Другие В-лимфоциты попадают «на обочину» и умирают. Этот процесс «выживания наиболее приспособленных» называется созреванием аффинности; сила или «аффинность», с которой антитела связываются со своей мишенью, созревает и улучшается с течением времени. После такого строгого отбора вновь появившийся В-лимфоцит теперь будет массово производить свои улучшенные антитела, что приведет к более эффективному иммунному ответу.
Течение инфекции COVID составляет от десяти до 14 дней, поэтому первая волна антител, вытесняющих вирус, не имеет достаточно времени для развития, так как эффект аффинности обычно возникает в течение нескольких недель. Но исследования из США показали, что небольшие неинфекционные частицы SARS-CoV-2 остаются в организме после того, как инфекция обезврежена, поэтому В-лимфоциты могут постоянно напоминать о том, как выглядит вирус. Это позволяет эволюции антител продолжаться в течение нескольких месяцев после того, как инфекция была разрешена.
В целом, эволюция антител означает, что если человек заражен коронавирусом во второй раз, его антитела с гораздо более высокой связывающей способностью будут готовы к обороне. Это имеет важное значение для вакцинации. Эволюция антител начнется после первой вакцинации, таким образом, значительно улучшенные антитела будут присутствовать, даже если вирус будет обнаружен позже. Какое же это утешение, знать, что мутирует не только вирус, но и наши собственные антитела.