Badania przeprowadzone na Royal College of Surgeons in Ireland (RCSI) pod kierunkiem prof. Annie Curtis i przy współudziale dr. inż. Mieszka Wilka z Zakładu Immunologii WBBiB dostarczają nowych informacji na temat mechanizmu stojącego za tym, jak dobowy zegar biologiczny wpływa na odpowiedź immunologiczną indukowaną szczepionką, w zależności od pory dnia.

Ryc. 1. Graficzne przedstawienie eksperymentu in vivo. Limfocyty CD4 T rozpoznające tylko antygen OVA zostały wybarwione barwnikiem CTV i wstrzyknięte do myszy w innych fazach cyklu dobowego. Po 24 godzinach myszy otrzymały szczepionkę z pełnokomórkowym komponentem krztuścowym zmieszanym z antygenem OVA. Po kolejnych 72 godzinach wyizolowano węzły chłonne w celu zbadania odpowiedzi OVA-specyficznych limfocytów CD4 T.

W artykule opublikowanym 5 grudnia br. w „Nature Communications”  pokazano zmiany zachodzące w mitochondriach komórek prezentujących antygen (APC) zaangażowanych w odpowiedź immunologiczną po szczepieniu. Badania te mogę pomóc w lepszym dopasowaniu czasu podawania przyszłych szczepionek, aby zmaksymalizować ich skuteczność. Wcześniej stwierdzono, że ludzie wykazują większą reakcję na niektóre szczepionki w zależności od pory dnia, w której szczepionka jest podawana, jednak przyczyna tego zjawiska nie została jasno wytłumaczona. Obecne wyniki ujawniły, że nasz zegar dobowy zmienia kształt mitochondriów w komórkach dendrytycznych (DC). Zmiany w strukturze mitochondriów wpływają na to, jak dobrze komórki dendrytyczne funkcjonują w ciągu dnia.

Zegar okołodobowy w komórkach dendrytycznych kontroluje, czy mitochondria tworzą jeden z dwóch kształtów: długie struny, „usieciowane” lub podzielone na małe, punktowe kawałki.

Ryc. 2. Morfologia mitochondriów w komórkach dendrytycznych wyizolowanych z myszy typu dzikiego (Bmal1+/+) oraz z myszy z zaburzonym cyklem dobowym (Bmal1-/-) 12h po synchronizacji cyklu dobowego. 

Szczepienie jest najbardziej skuteczne w formacji sieciowej, ponieważ komórki dendrytyczne mają lepszą zdolność rozbijania szczepionki na małe kawałki w celu interakcji z innymi komórkami odpornościowymi (limfocytami T). W ramach badań naukowcy zastosowali metodę pozwalającą na indukowanie fazy sieciowej, co może mieć wpływ na projektowanie szczepionek, umożliwiając optymalizację odpowiedzi immunologicznej niezależnie od pory dnia.

Praca jest dostępna pod adresem: https://www.nature.com/articles/s41467-022-34897-z