Stanfordo mokslininkai atskleidžia, kodėl mRNR COVID vakcinos gali sukelti širdies uždegimą

Derindama šiuolaikinius laboratorinius metodus su anksčiau paskelbtais vakcinuotų asmenų duomenimis, komanda atskleidė dviejų etapų imuninį atsaką. Šio proceso metu vakcina aktyvuoja vieno tipo imunines ląsteles, kurios vėliau stimuliuoja kitas. Kartu šios imuninės reakcijos skatina uždegimą, kuris gali pažeisti širdies raumens ląsteles ir sukelti papildomą uždegiminį poveikį.

Vakcinos išlieka labai saugios ir veiksmingos

Išvados gaunamos nepaisant to, kad mRNR COVID-19 vakcinos buvo skiepijamos milijardus kartų visame pasaulyje ir ir toliau rodo puikų saugumą, sakė Joseph Wu, MD, PhD, Stanfordo širdies ir kraujagyslių instituto direktorius.

„MRNR vakcinos atliko didžiulį darbą sušvelnindamos COVID pandemiją“, – sakė Wu, Simonas H. Stertzeris, medicinos mokslų daktaras, profesorius ir medicinos bei radiologijos profesorius. „Be šių vakcinų daugiau žmonių būtų susirgę, daugiau žmonių būtų turėję sunkių padarinių ir daugiau žmonių būtų mirę.

mRNR vakcinos laikomos didele pažanga, nes jas galima greitai sukurti, koreguoti keičiantis virusams ir pritaikyti taip, kad būtų nukreipti į labai skirtingus patogenus. Vis dėlto, kaip ir bet kurios medicininės intervencijos atveju, reakcijos nėra vienodos visiems.

Su vakcina susijusio miokardito supratimas

Vienas nedažnas, bet dokumentais patvirtintas mRNR COVID-19 vakcinų šalutinis poveikis yra miokarditas, susijęs su širdies raumens uždegimu. Simptomai gali būti krūtinės skausmas, dusulys, karščiavimas ir širdies plakimas. Šie simptomai pasireiškia be virusinės infekcijos ir paprastai pasireiškia per vieną ar tris dienas po vakcinacijos.

Daugumos paveiktų asmenų kraujyje yra padidėjęs širdies troponino kiekis – plačiai naudojamas širdies raumens pažeidimo žymuo. (Širdies troponinas paprastai randamas tik širdies raumenyje. Kai randamas cirkuliuojantis kraujyje, tai rodo širdies raumens ląstelių pažeidimą.)

Ši būklė pasireiškia maždaug vienam iš 140 000 žmonių po pirmosios vakcinos dozės ir padidėja iki maždaug vieno iš 32 000 po antrosios dozės. Didžiausias rodiklis yra tarp 30 metų ir jaunesnių vyrų, kur juo serga maždaug vienas iš 16 750 vakcinos gavėjų.

Rezultatai paprastai būna lengvi ir laikini

Wu pabrėžė, kad dauguma miokardito atvejų, susijusių su vakcinacija, greitai išnyksta, o širdies funkcija yra visiškai išsaugota arba atkurta.

„Tai nėra širdies priepuolis tradicine prasme“, – sakė jis. „Nėra kraujagyslių užsikimšimo, kaip nustatyta dažniausiai širdies priepuolių atveju. Kai simptomai yra lengvi ir uždegimas nesukėlė struktūrinės širdies žalos, mes tiesiog stebime šiuos pacientus, kad įsitikintume, jog jie pasveiksta.”

Tačiau retais atvejais sunkus uždegimas gali sukelti rimtų sužalojimų, dėl kurių gali būti hospitalizuota, intensyviosios terapijos gydymas arba mirtis.

„Bet COVID yra dar blogesnis“, – sakė Wu. Jis pažymėjo, kad COVID-19 infekcija yra maždaug 10 kartų didesnė tikimybė sukelti miokarditą nei mRNR pagrindu pagaminta COVID-19 vakcina, be daugelio kitų šios ligos keliamų pavojų.

Atidžiau pažvelkite į imuninį atsaką

Wu yra vyresnysis tyrimo, paskelbto gruodžio 10 d., autorius Mokslas Transliacinė medicinakartu su Masataka Nishiga, medicinos mokslų daktaru, buvusiu Stanfordo doktorantūru, dabar dirbančiu Ohajo valstijos universitete. Tyrimo pagrindinis autorius yra Xu Cao, PhD, taip pat Stanfordo doktorantas.

„Medicinos mokslininkai puikiai žino, kad pats COVID gali sukelti miokarditą“, – sakė Wu. „Mažesniu mastu taip gali būti ir mRNR vakcinos. Kyla klausimas, kodėl?”

Nustatyti įtariamieji

Norėdami atsakyti į šį klausimą, komanda išanalizavo paskiepytų asmenų kraujo mėginius, įskaitant kai kuriuos, kuriems išsivystė miokarditas. Kai jie palygino šiuos mėginius su žmonių, kuriems nepasireiškė širdies uždegimas, mėginiais, išsiskyrė du baltymai.

„Iššoko du baltymai, pavadinti CXCL10 ir IFN-gama. Manome, kad šie du yra pagrindiniai miokardito veiksniai”, – sakė Wu.

Tiek CXCL10, tiek IFN-gama yra citokinai, signalinės molekulės, kurias imuninės ląstelės naudoja bendraudamos ir koordinuodamos savo veiklą.

Kaip imuninės ląstelės sąveikauja po vakcinacijos

Mokslininkai laboratoriniuose induose augino žmogaus imunines ląsteles, vadinamas makrofagais, ir paveikė jas mRNR vakcinomis. Makrofagai veikia kaip ankstyvieji imuninės gynybos atsakai.

Po ekspozicijos makrofagai išleido kelis citokinus, ypač didelius CXCL10 kiekius. Jų elgesys labai atitiko imuninį atsaką, kuris anksčiau buvo užfiksuotas vakcinuotų žmonių.

Kai į sistemą buvo įtrauktos T ląstelės, tiesiogiai arba veikiant jas skysčiui iš makrofagų kultūrų, T ląstelės pradėjo gaminti didelius kiekius IFN-gama. Priešingai, T ląstelės, paveiktos vien tik vakcina, neparodė šio smaigalio. Šie radiniai parodė, kad makrofagai pirmiausia gamina CXCL10, o T ląstelės yra pagrindinis IFN-gama šaltinis po vakcinacijos.

Kaip citokinai veikia širdį

Siekdama nustatyti, ar šie citokinai tiesiogiai kenkia širdžiai, komanda skiepijo jaunus pelių patinus ir stebėjo padidėjusį širdies troponino kiekį, o tai rodo širdies raumens pažeidimą.

Jie taip pat nustatė, kad imuninės ląstelės, įskaitant makrofagus ir neutrofilus, pateko į širdies audinį. Neutrofilai yra trumpalaikės imuninės ląstelės, kurios agresyviai reaguoja į grėsmes ir yra pagrindinė pūlių sudedamoji dalis. Panaši imuninių ląstelių infiltracija pastebima žmonėms, kuriems po vakcinacijos išsivysto miokarditas.

Blokuojant CXCL10 ir IFN-gama sumažėjo šių imuninių ląstelių, patenkančių į širdį, skaičius ir buvo apribota žala sveikiems audiniams.

Mokslininkai taip pat aptiko padidėjusį adhezijos molekulių kiekį širdies kraujagyslėse. Šios molekulės padeda imuninėms ląstelėms prisitvirtinti prie kraujagyslių sienelių, todėl joms lengviau patekti į širdies audinį.

Kartu šie rezultatai patvirtino, kad CXCL10 ir IFN-gama tiesiogiai prisideda prie širdies pažeidimo. Juos užblokavus išsaugoma daug imuninio atsako į vakcinaciją ir sumažėjo širdies pažeidimo požymiai.

Žmogaus širdies audinių modelių testavimas

Wu laboratorija specializuojasi paverčiant žmogaus odą ar kraujo ląsteles į kamienines ląsteles, kurios gali tapti širdies raumens ląstelėmis, imuninėmis ląstelėmis ir kraujagyslių ląstelėmis. Šios ląstelės gali būti sujungtos į mažas plakančias grupes, kurios imituoja širdies funkcijos aspektus.

Kai šie širdies sferoidai buvo veikiami CXCL10 ir IFN-gama, surinktų iš vakcinuotų imuninių ląstelių, širdies streso žymenys smarkiai išaugo. Naudojant inhibitorius citokinams blokuoti, ši žala sumažėjo.

Citokinai pablogino širdies funkcijos rodiklius, įskaitant susitraukimų stiprumą ir plakimo ritmą, tačiau pagerėjo, kai signalizacija buvo užblokuota.

Išgelbėjo sojos pupelės

Wu įtarė, kad plačiai prieinamas dietinis junginys gali padėti apsaugoti širdį. Kadangi miokarditu dažniau serga vyrai, o estrogenai turi priešuždegiminį poveikį, jis dar kartą peržvelgė genisteiną – iš sojų gautą junginį, kurį jo komanda tyrė anksčiau.

2022 m. Cell paskelbtame tyrime mokslininkai parodė, kad genisteinas turi priešuždegiminių savybių ir gali kovoti su marihuana sukelta žala kraujagyslėms ir širdies audiniams.

„Genisteinas absorbuojamas tik silpnai, kai vartojamas per burną“, – sakė Wu. – Niekas niekada neperdozavo tofu.

Genisteino apsauginio poveikio testavimas

Grupė pakartojo savo eksperimentus, iš anksto apdorodama genisteinu ląsteles, širdies sferoidus ir peles (pastarąsias skiriant didelius kiekius per burną). Šis gydymas sumažino didžiąją dalį širdies pažeidimo, kurį sukėlė mRNR vakcinacija arba CXCL10 ir IFN-gama derinys.

Tyrime naudota genisteino forma buvo labiau išgryninta ir koncentruota nei parduotuvėse dažniausiai parduodami papildai.

„Pagrįsta manyti, kad mRNR vakcinos sukeltas uždegiminis atsakas gali plisti į kitus organus“, – sakė Wu. „Mes ir kiti matėme kai kuriuos to įrodymus plaučiuose, kepenyse ir inkstuose. Gali būti, kad genisteinas taip pat gali pakeisti šiuos pokyčius.”

Platesnė COVID vakcinų reikšmė

Padidėjęs citokinų signalizavimas gali būti platesnė mRNR vakcinų savybė. IFN-gama ypač vaidina svarbų vaidmenį saugant organizmą nuo svetimos DNR ir RNR, įskaitant viruso genetinę medžiagą.

„Jūsų organizmui reikia šių citokinų, kad apsisaugotų nuo virusų. Tai būtina imuniniam atsakui, tačiau dideli kiekiai gali tapti toksiški”, – sakė Wu. Per didelis gama IFN gali sukelti į miokarditą panašius simptomus ir širdies raumens baltymų irimą.

Ši rizika neapsiriboja vien tik COVID vakcinomis.

„Kitos vakcinos gali sukelti miokarditą ir uždegimines problemas, tačiau simptomai būna labiau išsklaidyti“, – sakė Wu. „Be to, mRNR pagrįstų vakcinų nuo COVID-19 rizika buvo sulaukta intensyvaus visuomenės dėmesio ir žiniasklaidos dėmesio. Jei nuo COVID vakcinos jums skauda krūtinę, einate į ligoninę pasitikrinti, o jei serumo troponino kiekis yra teigiamas, jums diagnozuojamas miokarditas. Jei nuo gripo skauda raumenis ar sąnarius, jūs tiesiog susilpnėjate.

Finansavimas ir parama

Tyrimą rėmė Nacionaliniai sveikatos institutai (subsidijos R01 HL113006, R01 HL141371, R01 HL141851, R01 HL163680 ir R01 HL176822) ir Gootter-Jensen fondas.