la vaccinazione a corona di mRNA allena la "memoria a lungo termine" del sistema immunitario
I risultati hanno implicazioni di vasta portata per lo sviluppo di future strategie di vaccinazione
I nuovi vaccini a base di mRNA contro il Covid-19 non solo innescano le classiche risposte immunitarie del sistema immunitario adattativo, come la produzione di anticorpi, ma portano anche a cambiamenti epigenetici di lunga durata nelle cellule di difesa del sistema immunitario innato. Questo è il risultato di uno studio sulla vaccinazione condotto dai ricercatori dell'Università di Colonia e dell'Ospedale Universitario di Colonia. Lo studio, condotto dal professor Jan Rybniker, capo dell'Unità di Malattie Infettive Cliniche e leader del gruppo di ricerca presso il Centro di Medicina Molecolare di Colonia (CMMC), e dal dottor Robert Hänsel-Hertsch, leader del gruppo di ricerca presso il CMMC, è stato pubblicato sulla rivista Molecular Systems Biology con il titolo "Persistent epigenetic memory of SARS-CoV-2 mRNA vaccination in monocyte-derived macrophages".
Il sistema immunitario è composto da una difesa innata e una acquisita (adattativa). Il sistema immunitario innato fornisce una protezione non specifica contro gli agenti patogeni. Deve essere in grado di reagire rapidamente. Il sistema immunitario adattativo si adatta agli agenti patogeni nuovi o modificati. Entrambe le parti lavorano a stretto contatto. Secondo il team di ricerca, i cambiamenti nel sistema immunitario innato osservati nello studio attuale sono causati da marcature epigenetiche nel materiale genetico. Epigenetica significa che gli istoni - proteine su cui il DNA è avvolto come un tamburo - sono acetilati in modo reversibile. L'acetilazione è un cambiamento chimico che può essere inserito e rimosso dal tamburo come un tappo. Questo porta a cambiamenti nell'attività del gene senza causare un cambiamento nella sequenza del DNA stesso. I cambiamenti dovuti all'immunizzazione con mRNA potrebbero portare il corpo umano a rispondere in modo più rapido e ampio alle infezioni future. I dati dimostrano che i vaccini a mRNA promuovono un "addestramento" epigenetico del sistema immunitario innato, con conseguente miglioramento della risposta immunitaria", spiega il primo autore, il dottor Alexander Simonis. Questi cambiamenti epigenetici possono fornire la base per un'immunità sostenuta ed efficace che va oltre la protezione già ben studiata dai meccanismi del cosiddetto sistema immunitario acquisito. Questo può ora essere testato in studi clinici più ampi basati sul lavoro dello studio.
Gli scienziati hanno analizzato i monociti umani - un tipo specifico di globuli bianchi - in sei momenti in campioni di sangue di volontari vaccinati, che vengono convertiti in macrofagi nell'organismo. I macrofagi sono cellule del sistema immunitario innato e svolgono un ruolo chiave nel riconoscere e combattere rapidamente gli agenti patogeni. I ricercatori hanno osservato che la vaccinazione con un vaccino a corona di mRNA induce un cambiamento significativo e duraturo attraverso l'acetilazione, ossia il legame di un gruppo chimico a specifici geni immunologicamente rilevanti dei monociti.
Inoltre, lo studio ha dimostrato che questi cambiamenti epigenetici persistono fino a sei mesi dopo la vaccinazione, indicando una "memoria" a lungo termine del sistema immunitario in risposta al vaccino. Poiché la durata di vita dei monociti umani è di soli tre giorni, il team sospetta che anche le cellule precursori dei monociti nel midollo osseo siano portatrici di segni epigenetici.
Tuttavia, una singola dose di vaccino a base di mRNA non è stata in grado di stabilire in modo sufficiente questi marchi di lunga durata. "Solo una seconda vaccinazione o una singola vaccinazione di richiamo, cioè un rafforzamento dell'immunizzazione, ha stabilizzato la modifica epigenetica a lungo termine. Questo sottolinea la necessità di vaccinazioni multiple per mantenere la risposta immunitaria a lungo termine", afferma Jan Rybniker.
I cambiamenti epigenetici osservati hanno portato a una maggiore "lettura" dei geni che richiedono infiammazione, che a sua volta ha portato alla produzione di sostanze messaggere in grado di attivare numerose cellule immunitarie e quindi di rafforzare la loro capacità di combattere le infezioni. "Poiché si tratta di un'attivazione del sistema immunitario innato, che prende di mira vari agenti patogeni in modo relativamente ampio e non specifico, ciò può significare che le vaccinazioni a base di mRNA proteggono anche da altri virus e batteri, almeno per un certo periodo di tempo", afferma il dottor Sebastian Theobald, altro primo autore dello studio.
"Inoltre, i nostri risultati suggeriscono che queste marcature istoniche nei macrofagi non solo attivano geni rilevanti per la risposta immunitaria, ma che questi geni formano anche strutture di DNA a quattro filamenti ricche di guanina che potrebbero essere di importanza cruciale per l'immunità a lungo termine", afferma l'esperto di epigenetica Robert Hänsel-Hertsch.
Questi risultati hanno implicazioni di vasta portata per lo sviluppo di future strategie di vaccinazione, sia contro il COVID-19 che contro altre malattie infettive.
I risultati della ricerca sono stati ottenuti nell'ambito di un progetto di ricerca per la decodifica dell'immunità innata nelle vaccinazioni dal Centro di Medicina Molecolare di Colonia (CMMC) e dalla piattaforma COVIM - COllaboratiVe IMmunity Platform della Rete di Medicina Universitaria (NUM) - finanziata dal Ministero Federale dell'Istruzione e della Ricerca.
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Pubblicazione originale
Alexander Simonis, Sebastian J Theobald, Anna E Koch, Ram Mummadavarapu, Julie M Mudler, Andromachi Pouikli, Ulrike Göbel, Richard Acton, Sandra Winter, Alexandra Albus, Dmitriy Holzmann, Marie-Christine Albert, Michael Hallek, Henning Walczak, Thomas Ulas, Manuel Koch, Peter Tessarz, Robert Hänsel-Hertsch, Jan Rybniker; "Persistent epigenetic memory of SARS-CoV-2 mRNA vaccination in monocyte-derived macrophages"; Molecular Systems Biology, 2025-3-25
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