Клетки костного мозга управляют эффективностью вакцин

Разные вакцины работают по-разному. Например, вакциной MMR против кори, эпидемического паротита и краснухи прививаются в детстве и больше о ней не вспоминают, а вакцину от гриппа приходится обновлять каждый год. Естественно, тут очень многое зависит от патогена, против которого сделана вакцина; и в случае с гриппом проблема в том, что сам вирус регулярно «обновляется», у него появляются новые штаммы, которые иммунитет не чувствует, будучи натаскан вакциной на штаммы предыдущей версии. Но бывает так, что одна и та же вакцина против одного и того же вируса у разных людей срабатывает с разной эффективностью. После вакцины в крови повышается уровень антител против конкретного патогена – это значит, что иммунитет понял угрозу и у него появились клетки, которые синтезируют нужные антитела. Потом их уровень снижается, но спустя, например, месяц у одного человека эти антитела всё ещё есть, а у другого и оказывается так мало, что можно считать, что их и нет.

Чтобы понять, в чём тут может быть дело, сотрудники Стэнфордского университета, поставили эксперимент с полусотней добровольцев, которым вводили вакцину против птичьего гриппа H5N1 (прививку делали дважды и в некоторых случаях с адъювантом, то есть специальной «присадкой», усиливающей иммунный ответ, а в некоторых случаях без адъюванта). Затем в течение следующих ста дней у участников эксперимента больше десяти раз брали кровь на анализ: в образцах измеряли количество антител и множества других белков, а также активность генов в клетках крови. Получился большой массив данных, которых отдали искусственному интеллекту – алгоритм должен был найти закономерности между разными параметрами. Закономерность нашлась: у тех, чей иммунитет хорошо отреагировал на вакцину, у кого уровень антител против вируса спустя месяц оставался достаточно высок, в тромбоцитах нашли особые кусочки РНК от активированных мегакариоцитов.

Тромбоциты, как известно, нужны в реакциях свёртывания крови. Клетками их называть нельзя – это просто куски цитоплазмы, отшнуровавшиеся от тех самых мегакариоцитов, очень крупных клеток, сидящих в костном мозге. Тромбоциты отшнуровываются от них по мере надобности, и чтобы мегакариоцит начал производить тромбоциты, его надо активировать. При этом в нём меняется активность генов, что заметно по разным РНК, в которые переводится информация из ДНК. Синтезированные в мегакариоцитном ядре РНК выходят в цитоплазму, но ведь тромбоциты и есть, по сути, куски цитоплазмы мегакариоцитов, и в них можно эти РНК обнаружить. В статье в Nature Immunology говорится, что эффективность вакцины можно предсказать по количеству остатков РНК в тромбоцитах крови, взятой через неделю после вакцинации: чем больше мегакариоцитарной РНК, тем сильнее подействовала вакцина. Эксперименты с мышами эту закономерность подтвердили: мышам тоже вводили вакцину против птичьего гриппа, но некоторым попутно давали тромбопоэтин – белок, стимулирующий рост и развитие мегакариоцитов. С тромбопоэтином уровень противовирусных антител у мышей спустя два месяца оказывался в шесть раз выше, чем у мышей, которым тромбопоэтин не давали.

В дальнейшем выяснилось, что активные мегакариоциты взаимодействуют с плазматическими клетками – В-лимфоцитами, которые начали производить антитела. Взаимодействие с мегакариоцитами делает плазматические клетки более устойчивыми к разным стрессам, повышая их выживаемость. То же самое происходит и с другими вакцинами: исследователи оценили иммунный ответ у почти двух с половиной сотен людей, привитых семью разными вакцинами, среди которых были вакцины против ковида и жёлтой лихорадки, и в каждом случае РНК в тромбоцитах указывала на сильный иммунный ответ. Возможно, здесь получится сделать клинический метод анализа, который поможет в обычной медицинской практике определять, как сработала вакцина, нужна ли дополнительная порция её. В перспективе можно подумать и о том, чтобы заранее усилить эффект от вакцины, специально простимулировав мегакариоциты – но только так, чтобы эта стимуляция ничему не повредила.