Selv om covid-19-vaksinene har reddet millioner av liv, har de vært utilstrekkelige til å forhindre gjennombruddsinfeksjoner. Andriy Onufriyenko / Moment via Getty Images

Med nok en COVID-19-booster tilgjengelig for sårbare befolkninger i USA, finner mange seg selv lurer på hva sluttspillet blir.

De mRNA-vaksiner som for tiden brukes i USA mot COVID-19 har vært svært vellykket med å forhindre sykehusinnleggelse og død. Commonwealth Fund rapporterte nylig at i USA alene har vaksinene forhindret over 2 millioner mennesker i å dø og over 17 millioner fra sykehusinnleggelse.

Det har imidlertid vaksinene klarte ikke å gi langsiktig beskyttende immunitet for å forhindre gjennombruddsinfeksjoner – tilfeller av covid-19-infeksjon som oppstår hos personer som er fullvaksinerte.

På grunn av dette godkjente Centers for Disease Control and Prevention nylig en ny booster-sprøyte for personer 50 år og eldre og personer som er immunsupprimerte. Andre land inkludert Israelden UK og Sør-Korea har også godkjent en ekstra booster.

Imidlertid har det blitt stadig tydeligere at den andre boosteren ikke gir langvarig beskyttelse mot gjennombruddsinfeksjoner. Som et resultat vil det være nødvendig å omforme de eksisterende vaksinene for å øke beskyttelsens varighet for å bidra til å få slutt på pandemien.

Som immunologer studere immunrespons på infeksjoner og andre trusler, prøver vi å bedre forstå den vaksinebooster-induserte immuniteten mot COVID-19.

Aktiverer langvarig immunitet

Det er litt av et medisinsk mysterium: Hvorfor er mRNA-vaksiner så vellykkede i å forhindre den alvorlige formen for COVID-19, men ikke så gode til å beskytte mot gjennombruddsinfeksjoner? Å forstå dette konseptet er avgjørende for å stoppe nye infeksjoner og kontrollere pandemien.

COVID-19-infeksjon er unik ved at flertallet av mennesker som får den blir friske med milde til moderate symptomer, mens en liten prosentandel får den alvorlige sykdommen som kan føre til sykehusinnleggelse og død.

Å forstå hvordan immunsystemet vårt fungerer under de milde versus alvorlige formene for COVID-19 er også viktig for prosessen med å utvikle mer målrettede vaksiner.

Når folk først eksponeres for SARS-CoV-2 – viruset som forårsaker COVID-19 – eller for en vaksine mot COVID-19, aktiverer immunsystemet to nøkkeltyper immunceller, kalt B- og T-celler. B-cellene produserer Y-formede proteinmolekyler som kalles antistoffer. Antistoffene binder seg til det utstikkende piggproteinet på overflaten av viruset. Dette blokkerer viruset fra å komme inn i en celle og forhindrer til slutt at det forårsaker en infeksjon.

Men hvis det ikke produseres nok antistoffer, kan viruset slippe ut og infisere vertscellene. Når dette skjer, aktiverer immunsystemet det som kalles drepende T-celler. Disse cellene kan gjenkjenne virusinfiserte celler umiddelbart etter infeksjon og ødelegge dem, og dermed forhindre at viruset formerer seg og forårsaker utbredt infeksjon.

Dermed er det økende bevis at antistoffer kan bidra til å forhindre gjennombruddsinfeksjoner mens de drepende T-cellene gir beskyttelse mot den alvorlige formen av sykdommen.

Hvorfor boosterskudd?

B-cellene og T-cellene er unike ved at de får en innledende immunrespons etter at de har startet konvertert til minneceller. I motsetning til antistoffer, kan minneceller forbli i en persons kropp i flere tiår og kan gi en rask respons når de møter det samme smittestoffet. Det er på grunn av slike minneceller at enkelte vaksiner mot sykdommer som kopper gi beskyttelse i flere tiår.

Men med visse vaksiner, som hepatitt, er det nødvendig å gi flere doser av en vaksine for å øke immunresponsen. Dette er fordi den første eller andre dosen ikke er tilstrekkelig til å indusere robuste antistoffer eller opprettholde minne B- og T-celleresponsen.

Denne forsterkningen eller forsterkningen av immunresponsen, bidrar til å øke antall B-celler og T-celler som kan reagere på smittestoffet. Boost også utløser minneresponsen, og gir derved forlenget immunitet mot reinfeksjon.

T-celleaktivering forklart.

Covid-vaksineforsterkere

Mens den tredje dosen – eller første booster – av covid-19-vaksiner var svært effektiv for å forhindre den alvorlige formen for COVID-19, beskyttelsen mot infeksjon varte i mindre enn fire til seks måneder.

Den reduserte beskyttelsen selv etter den tredje dosen var det som førte til CDC for å godkjenne det fjerde skuddet av covid-19-vaksine – kalt den andre boosteren – for personer som er immunkompromitterte og de som er 50 år og eldre.

Imidlertid en nylig forundersøkelse fra Israel som ennå ikke har blitt fagfellevurdert, viste at den andre boosteren ikke økte immunresponsen ytterligere, men bare gjenopprettet den avtagende immunresponsen som ble sett under den tredje dosen. Dessuten ga den andre boosteren liten ekstra beskyttelse mot COVID-19 sammenlignet med de tre første dosene.

Så selv om den andre boosteren absolutt gir en liten fordel for de mest sårbare menneskene ved å utvide immunbeskyttelsen med noen måneder, har det vært betydelig forvirring over hva tilgjengeligheten av det fjerde skuddet betyr for befolkningen generelt.

Hyppig boosting og utmattelse av immunforsvaret

I tillegg til manglende evne til de nåværende COVID-19-vaksinene til å gi langsiktig immunitet, tror noen forskere at hyppig eller konstant eksponering for fremmede molekyler funnet i et smittestoff kan forårsake immun "utmattelse".

Et slikt fenomen har vært mye rapportert med HIV-infeksjon og kreft. I disse tilfellene, fordi T-cellene "ser" de fremmede molekylene hele tiden, kan de bli slitt ned og ikke klarer å kvitte seg med kreft eller HIV.

Bevis tyder også på at i alvorlige tilfeller av COVID-19 killer T-celler kan vise seg immun utmattelse og derfor ikke være i stand til å montere en sterk immunrespons. Hvorvidt gjentatte COVID-19-vaksineforsterkere kan forårsake lignende utmattelse av T-celler er en mulighet som trenger ytterligere studier.

Adjuvansers rolle for å øke vaksineindusert immunitet

En annen grunn til at mRNA-vaksinene ikke har klart å indusere vedvarende antistoff- og hukommelsesrespons kan være relatert til ingredienser kalt adjuvanser. Tradisjonelle vaksiner som for difteri og stivkrampe bruke hjelpestoffer for å øke immunresponsen. Dette er forbindelser som aktiverer den medfødte immuniteten som består av celler kjent som makrofager. Dette er spesialiserte celler som hjelper T-cellene og B-cellene, og til slutt induserer en sterkere antistoffrespons.

Fordi mRNA-baserte vaksiner er en relativt ny klasse vaksiner, inkluderer de ikke de tradisjonelle adjuvansene. De nåværende mRNA-vaksinene som brukes i USA er avhengige av små fettkuler kalt lipidnanopartikler for å levere mRNA. Disse lipidmolekylene kan fungere som hjelpestoffer, men hvordan nøyaktig disse molekylene påvirker den langsiktige immunresponsen gjenstår å se. Og om de nåværende COVID-19-vaksinenes manglende evne til å utløse en sterk langvarig antistoffrespons er relatert til adjuvansene i de eksisterende formuleringene, gjenstår å undersøke.

Mens de nåværende vaksinene er svært effektive for å forhindre alvorlig sykdom, vil neste fase av vaksineutviklingen måtte fokusere på hvordan man kan utløse en langvarig antistoffrespons som vil vare i minst ett år, noe som gjør det sannsynlig at COVID-19-vaksiner vil bli et årlig skudd.

Om forfatterne

Prakash Nagarkatti, professor i patologi, mikrobiologi og immunologi, University of South Carolina og Mitzi Nagarkatti, professor i patologi, mikrobiologi og immunologi, University of South Carolina

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

Kroppen holder poengsummen: Hjernens sinn og kropp i helbredelsen av traumer

av Bessel van der Kolk

Denne boken utforsker sammenhengene mellom traumer og fysisk og mental helse, og tilbyr innsikt og strategier for helbredelse og bedring.

Klikk for mer info eller for å bestille

Pust: The New Science of a Lost Art

av James Nestor

Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med å puste, og tilbyr innsikt og teknikker for å forbedre fysisk og mental helse.

Klikk for mer info eller for å bestille

Planteparadokset: De skjulte farene i "sunn" mat som forårsaker sykdommer og vektøkning

av Steven R. Gundry

Denne boken utforsker koblingene mellom kosthold, helse og sykdom, og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.

Klikk for mer info eller for å bestille

Immunitetskoden: Det nye paradigmet for ekte helse og radikal antialdring

av Joel Greene

Denne boken tilbyr et nytt perspektiv på helse og immunitet, og trekker på prinsipper for epigenetikk og tilbyr innsikt og strategier for å optimalisere helse og aldring.

Klikk for mer info eller for å bestille

Den komplette guiden til faste: Helbred kroppen din gjennom periodisk, vekslende dag og forlenget faste

av Dr. Jason Fung og Jimmy Moore

Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med faste og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.

Klikk for mer info eller for å bestille