Molecular profiling longitudinale per decifrare i meccanismi di risposta immunitaria ai vaccini a mRNA contro SARS-CoV-2 in soggetti sani ed in pazienti oncologici

Abstract

Background:I meccanismi alla base dello sviluppo dell'immunità indotta dai vaccini a mRNA anti SARS-CoV-2 in individui sani ed in pazienti oncologici sottoposti a diversi regimi chemioterapici è poco chiara. Materiali e metodi:La risposta immunitaria alla prima ed alla seconda dose di vaccino a mRNA è stata valutata in individui sani mediante l’analisi del trascrittoma ematico, eseguita prima della vaccinazione e nei 9 giorni successivi, e l’analisi sierologica, prima della dose e una volta a settimana nelle quattro settimane successive (studio COVAX). In base ai risultati dello studio COVAX sono stati selezionati i time points più rappresentativi ed utilizzati in uno studio successivo (BO0STER), in cui è stata valutata la risposta immunitaria alla terza dose in pazienti oncologici trattati con chemioterapia, inibitori dei checkpoint immunitari o agenti anti-CD20. Nello studio BO0STER, è stata anche caratterizzata la risposta cellulo-mediata mediante il test IGRA. Risultati:Nel nostro lavoro presentiamo i risultati dello studio COVAX e l’analisi della risposta cellulo-mediata dello studio BO0STER. Nei controlli sani, abbiamo osservato differenze significative nella risposta immunitaria dopo le prime due dosi. E’ stato rilevato un significativo aumento dell'espressione dei geni relativi alla risposta interferonica, con un picco al giorno 2 ed al giorno 1 dopo la prima e la seconda dose, rispettivamente. Tale risposta è stata più marcata dopo la seconda dose, parallelamente all'espansione dei plasmablasti al giorno 4-5. Le perturbazioni immunitarie precoci erano inoltre correlate alla risposta anticorpale successiva. La risposta cellulo-mediata alla terza dose è risultata significativamente compromessa solo nei pazienti trattati con agenti anti-CD20. Conclusioni:Abbiamo delineato la cinetica della risposta immunitaria ai vaccini a mRNA anti SARS-CoV-2 e dimostrato una compromissione della risposta cellulo-mediata nei pazienti oncologici trattati con agenti anti-CD20.

Background:Knowledge of the mechanisms underlying the development of protective immunity induced by SARS-CoV-2 vaccines in healthy individuals and cancer patients undergoing different systemic treatments is fragmentary. Materials and methods:The immune response to the first and second dose of SARS-CoV-2 mRNA vaccines was assessed in healthy individuals by serial peripheral blood transcriptome profiling before vaccination and in the following 9 days. Likewise, serology evaluation was performed at baseline and weekly for four consecutive weeks (COVAX study). Results of the COVAX study were used to select the most representative time points for a subsequent study (BO0STER). Here, we assessed immune response against the third dose of SARS-CoV-2 mRNA vaccines in cancer patients treated with chemotherapy, immune checkpoint inhibitors, or anti-CD20-based regimens. In the BO0STER study, our analyses were complemented by the characterization of cellular immune response by Interferon Gamma Release Assay (IGRA). Results:In our work, we present the integrated results of the COVAX study and the BO0STER cellular-response analyses. In healthy controls, we observed dramatic differences in systemic immune response after the two doses of vaccine. We detected a significant enhancement in the expression of genes pertaining to the interferon response, with a peak at day 2 and at day 1 after the first and second dose, respectively. This response was more pronounced after the second dose, and this phenomenon was also paralleled by plasmablast expansion at day 4-5. These early perturbations correlated with SARS-CoV-2 antibody response at later time points. Cell mediated response against the third dose was significantly impaired only in patients undergoing anti-CD20 based regimens. Conclusion:We delineated the kinetics of the immune response against SARS-CoV-2 vaccines in humans and demonstrated impaired T-cell response in cancer patients treated with anti-CD20 monoclonal antibodies.