Nueva investigación de Vanderbilt escuchas sobre la expresión génica en las células del sistema inmunitario humano antes y después de la vacunación contra la gripe aviar.
Reportado en el diario PLOS uno , el estudio expone las respuestas celulares asociadas con un componente de la vacuna llamado AS03, abreviatura de sistema adyuvante 03. Utilizando la computación masiva, los investigadores persiguen un enfoque de biología de sistemas, proporcionando una nueva riqueza de detalles sobre las respuestas de la vacuna y los datos para la generación de nuevoshipótesis.
"Este estudio significa una forma nueva y diferente de estudiar las vacunas. Hemos establecido que se puede hacer; es complejo pero factible. Creo que en el futuro esta será la forma en que se estudiarán las vacunas", dijo uno de losautores, Leigh Howard, MD, MPH, profesora asistente de pediatría.
El tipo de gripe aviar que estudió el equipo, subtipo H5N1, es mucho más letal en humanos que la gripe estacional.
se sabe que AS03 aumenta notablemente la protección que brindan las vacunas contra la gripe pandémica, incluidas las de la gripe porcina y la gripe aviar, pero no se conocen sus mecanismos moleculares.
Howard, el inmunólogo Kristen Hoek, Ph.D., y sus colegas informan que las señales de expresión génica que surgen tan pronto como el primer día después de la vacunación predicen fuertemente la eventual generación de anticuerpos protectores contra el H5N1.
También encuentran que los neutrófilos, un tipo de glóbulo blanco, parecen tener un papel hasta ahora no observado en la respuesta a la vacuna. Todos hemos visto evidencia de neutrófilos: agrupados en un sitio de infección, son el componente principal del pus. Como parte de las defensas de primera línea del sistema inmune humano, los neutrófilos parecen ser los primeros en responder a la versión adyuvada de la vacuna.
De acuerdo con los perfiles de expresión génica revelados en el estudio, los neutrófilos también pueden funcionar como células presentadoras de antígeno APC en respuesta a la vacuna adyuvada con AS03. Los APC ajustan la respuesta inmune recuperando y procesando antígenos extraños y presentándolos a Bcélulas y células T para montar una respuesta inmune.
Los investigadores asignaron al azar a 20 participantes, la mitad para recibir la vacuna con adyuvante AS03 y la otra mitad para recibir la vacuna sin adyuvante: dos dosis cada una, con un mes de diferencia. Se extrajo sangre de cada participante en ocho puntos de tiempo durante un período de 12 semanas incluyendo trespuntos de tiempo antes de la vacunación. Usando un método de clasificación celular ideado en Vanderbilt por Hoek y sus colegas, se extrajeron muestras de seis tipos de células del sistema inmunitario de cada extracción de sangre, y se utilizó un método llamado RNA-Seq para secuenciar el transcriptoma completo de cada célulamuestra. También se realizaron pruebas de anticuerpos en suero convencionales para medir la protección proporcionada por la vacuna.
Reflejando los resultados de los estudios epidemiológicos, ambas formulaciones de la vacuna fueron bien toleradas, y dos meses después de la vacunación inicial, ningún receptor de la vacuna sin adyuvante y nueve de los 10 receptores de la vacuna con adyuvante AS03 lograron concentraciones de anticuerpos en suero asociadas con la protección.
desde la clasificación minuciosa de las células hasta la secuenciación completa de ARN y el análisis de datos, es una forma especialmente exigente y exhaustiva de estudiar la respuesta a la vacuna.
"Reduciendo 850 páginas de datos, nos enfocamos en tres patrones de expresión génica que dan pistas sobre el mecanismo de acción del adyuvante", dijo Hoek, profesor asistente de investigación en Patología, Microbiología e Inmunología.
Entre los tipos de células secuenciadas, los neutrófilos, los monocitos y las células dendríticas fueron los más expresivos en los primeros momentos después de la inmunización. Se sabe que estas células estimulan la respuesta inmune.
"En el primer día [después de la vacunación] había 80 genes regulados al alza o a la baja en esos tres tipos de células. Muchos de estos genes tienen una implicación conocida con las respuestas inmunitarias innatas, incluido el procesamiento y la presentación del antígeno", dijo Hoek.
"Un segundo resultado fue que los neutrófilos expresan altamente los genes involucrados en el procesamiento y la presentación del antígeno. Eso es algo nuevo en inmunología de vacunas".
"Y un tercer patrón sorprendente fue la expresión génica en el tercer día en NK [células asesinas naturales, otro tipo de glóbulo blanco] que indicaba una mayor proliferación celular". Este momento pareció desconcertante para el equipo, no ajustando ninguna función conocida de NK"Todavía no sabemos qué hacer con la historia de NK", dijo Hoek.
Howard cree que el estudio es un presagio.
"El uso de este enfoque abrirá nuevas oportunidades para comprender las respuestas a las vacunas mejor que nunca. Por ejemplo, algún día podremos personalizar los programas de vacunación en función de lo que sabemos sobre la composición genética de los receptores y la respuesta prevista. Eventualmente el campo de la vacunael desarrollo se moverá hacia vacunas personalizadas ", dijo Howard.
Un próximo estudio del equipo examinará las firmas proteómicas de la vacuna H5N1, y se planean estudios similares para evaluar las vacunas que protegen contra otras cepas de influenza aviar.
Este estudio multidisciplinario obtuvo contribuciones de 13 autores adicionales, incluido el bioestadista Johannes Goll, MS, de Emmes Corporation en Rockville, Maryland, que realizó el análisis de datos de RNA-Seq.
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Materiales proporcionados por Centro médico de la Universidad de Vanderbilt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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