Ce arată sângele înainte de vaccinare despre eficiența imunizării

Un studiu realizat în Statele Unite sugerează că analiza anticorpilor prezenți în sânge înainte de vaccinare ar putea arăta, cu ajutorul inteligenței artificiale, cât de bine va răspunde organismul la imunizare. Cercetarea a fost coordonată de Arizona State University (ASU) și publicată joi în revista Cell Press Blue, potrivit News.ro.

Este cunoscut faptul că vaccinurile protejează majoritatea oamenilor de forme grave de boală, dar intensitatea răspunsului imun diferă de la o persoană la alta, în funcție de vârstă, sex, factori genetici, boli anterioare sau afecțiuni existente. Persoanele cu boli sau tratamente care afectează sistemul imunitar (imunosupresie) au, în general, un risc mai mare de răspuns slab, însă nu întotdeauna: unele dintre ele dezvoltă răspunsuri puternice, în timp ce persoane considerate sănătoase pot răspunde slab.

Peste 8.600 de probe de sânge analizate

Studiul a inclus 8.687 de probe de sânge provenite de la 4.089 de participanți. Cercetătorii au măsurat anticorpii îndreptați împotriva a 185 de antigene, incluzând structuri asociate cu SARS-CoV-2 (virusul COVID-19), alte virusuri și bacterii frecvente, precum și ținte legate de bolile autoimune.

Printre participanți s-au numărat atât voluntari sănătoși, cât și persoane cu afecțiuni sau tratamente asociate imunosupresiei: infecție HIV, mielom multiplu, tumori maligne ale organelor solide, boli autoimune, boli inflamatorii intestinale și pacienți cu transplant de organ solid.

Probele au fost recoltate înainte și după vaccinarea împotriva COVID-19, iar cercetătorii au folosit inteligența artificială pentru a identifica tipare de anticorpi asociate cu răspunsuri puternice sau slabe la vaccin.

Rezultatele arată că mai multe grupuri de persoane cu imunosupresie aveau șanse mai mari de răspuns redus, dar simpla încadrare într-o categorie clinică nu a fost suficientă pentru a anticipa reacția fiecărui pacient în parte. Unii participanți imunosupresați au avut răspunsuri puternice, iar aproximativ 5-6% dintre participanții sănătoși au avut răspunsuri slabe la vaccinarea anti-COVID-19.

De asemenea, cercetătorii au observat că niveluri mai ridicate ale anumitor anticorpi preexistenți erau asociate cu un răspuns mai bun la vaccinare - printre aceștia, anticorpi împotriva unor microorganisme comune precum Staphylococcus aureus, virusul sincițial respirator (RSV) și respirovirusul uman 3.

Anticorpii „santinelă”

Autorii numesc acești anticorpi „santinelă”, deoarece ar putea reflecta gradul de pregătire a sistemului imunitar înainte de vaccinare, chiar dacă nu acționează direct împotriva țintei vaccinului.

Pentru a analiza întregul profil de anticorpi, nu doar câțiva markeri izolați, echipa a folosit un model de învățare profundă (deep learning), o formă de inteligență artificială capabilă să identifice tipare complexe în volume mari de date. Astfel au fost identificate tiparele asociate cu o probabilitate mai mare de răspuns slab la vaccinare.

Spre deosebire de metodele bazate pe analize genetice, această abordare folosește profilurile anticorpilor din sânge, ceea ce, potrivit cercetătorilor, ar putea fi mai ușor de aplicat în practica medicală.

„Studiul nostru a arătat că anumiți biomarkeri, atunci când sunt analizați cu ajutorul AI, pot anticipa cine are șanse să răspundă bine la un vaccin, chiar înainte de administrarea acestuia. Rezultatele sugerează că unele persoane pot avea un sistem imunitar mai pregătit să răspundă decât altele”, a declarat dr. Joshua LaBaer, coordonatorul studiului, medic specializat în medicină internă și oncologie medicală, director executiv al Biodesign Institute din cadrul ASU și director al Virginia G. Piper Center for Personalized Diagnostics, citat într-un comunicat al universității.

Ce aplicații ar putea avea descoperirea

Tehnologia folosită permite măsurarea simultană a răspunsurilor anticorpilor față de numeroase ținte, oferind un profil imun complet, format din contacte anterioare cu virusuri, bacterii și alte antigene, nu doar informația dacă persoana are sau nu anticorpi împotriva unui singur agent.

Autorii spun că rezultatele ar putea fi relevante și pentru alte vaccinuri, dacă vor fi confirmate prin studii suplimentare. Profilarea anticorpilor „santinelă” ar putea fi folosită atât pentru evaluarea eficienței vaccinurilor, cât și pentru identificarea persoanelor cu risc de răspuns imun slab.

Pe termen lung, o astfel de metodă i-ar putea ajuta pe medici să identifice pacienții care ar avea nevoie de doze suplimentare, de monitorizare mai atentă sau de alte măsuri de prevenire a îmbolnăvirii. Cercetătorii subliniază însă că răspunsul la vaccinare nu poate fi anticipat doar pe baza stării de sănătate sau a tratamentelor imunosupresoare, iar utilizarea acestei abordări dincolo de vaccinarea anti-COVID-19 necesită validare prin studii viitoare.

Cercetarea a fost realizată de ASU în colaborare cu alte instituții medicale și de cercetare din Statele Unite.