Brignall Ruth

Potencjał technologii ELISPOT w diagnostyce infekcji – jak uniwersalna jest platforma T-SPOT

Wywiad z dr Ruth Brignall – Global Medical Expert w Oxford Immunotec.

Dr Ruth Brignall uzyskała tytuł doktora w dziedzinie immunologii, następnie odbyła staż (postdoc) poświęcony biologii nowotworów. Swoją karierę w Oxford Immunotec zaczynała na stanowisku Medical Science Liaison (MSL). W rozmowie dzieli się swoim doświadczeniem i spostrzeżeniami z zakresu diagnostyki gruźlicy i infekcji SARS-CoV-2.

 

Ruth, co Cię zainspirowało do rezygnacji z pracy badawczej i zajęcia się szeroko rozumianą komunikacją naukową? Czy możesz nam powiedzieć, na czym polega Twoja obecna praca?

Naprawdę podobała mi się praca w laboratorium, ale największą radość sprawiała mi prezentacja wyników moich badań i rozmawianie o nauce z innymi naukowcami. Uwielbiałam networking, udział w konferencjach i dzielenie się swoimi odkryciami z innymi. Dlatego rola MSL wydała mi się idealna – łączy dyskusje naukowe (z bardzo różnymi odbiorcami) ze stałym śledzeniem najnowszych badań i odkryć naukowych.

Jeśli chodzi o stanowisko Global Medical Expert, moje obowiązki obejmują przede wszystkim udzielanie informacji klientom i kontrahentom na temat produktów Oxford Immunotec. Zajmuję się też szkoleniami i stale uczę się od kluczowych opinioliderów, jak produkty Oxford Immunotec mogą być używane i ulepszane oraz na jakie ważne kwestie diagnostyczne zwrócić szczególną uwagę w przyszłości.

 

Oxford Immunotec został założony w 2002 roku i stopniowo stał się wiodącą firmą diagnostyczną, szczególnie w wykrywaniu gruźlicy. Czy możesz nam opowiedzieć o teście T-SPOT.TB? Co go wyróżnia na tle tradycyjnych testów typu IGRA?

Test T-SPOT.TB działa w zupełnie inny sposób niż inne komercyjnie dostępne testy typu IGRA. Główną różnicą jest to, że T-SPOT.TB wykorzystuje technologię ELISPOT, podczas gdy inne dostępne na rynku testy są oparte na metodzie ELISA. Różnice zaczynają się na etapie przygotowania próbki lub etapie przedanalitycznym. W przypadku testu T-SPOT.TB przygotowanie próbki obejmuje rutynowe pobranie krwi – pojedynczą fiolkę pełnej krwi. Z tej próbki izolujemy jednojądrzaste komórki krwi obwodowej (PBMC), w skład których wchodzą limfocyty T (70–85%). Są to komórki, których potrzebujemy, aby sprawdzić, czy pacjent wytworzył odpowiedź immunologiczną na infekcję. Musimy wyizolować więc tę frakcję komórek, którą jesteśmy zainteresowani, a następnie przemyć komórki, aby usunąć wszelkie substancje interferujące, takie jak przyjmowane przez ludzi leki, endogenne cytokiny – wszystko to, co może wpłynąć na wyniki testu. Wszystkie te substancje są usuwane z frakcji komórek przed wykonaniem testu. Ostatnią rzeczą, jaką robimy, jest policzenie komórek przed ich transferem na płytki w teście T-SPOT.TB. To pozwala nam znormalizować liczbę komórek dla każdego pacjenta – nawet w przypadku gdy ma on mniejszą liczbę komórek T niż inny pacjent, analizowana jest dokładnie taka sama liczba komórek, aby za każdym razem uzyskać powtarzalny wynik. Inne komercyjne testy typu IGRA nie wykonują etapów przemywania i liczenia komórek. Zamiast tego stymulują komórki jeszcze w próbce krwi pełnej.

Kolejną istotną różnicą między T-SPOT.TB a innymi komercyjnymi testami IGRA jest odczyt testu. W teście T-SPOT.TB wynik stanowią plamki na dnie studzienek płytki. Każda plamka reprezentuje pojedynczą komórkę, która produkuje interferon-γ w odpowiedzi na antygeny, których używamy w teście. Tak więc otrzymujemy wynik na poziomie pojedynczej komórki. W innych komercyjnych testach IGRA odczyt uzyskuje się na poziomie populacji, czyli oznacza się stężenie interferonu-γ, który został wyprodukowany przez całą populację komórek.

Wszystkie wymienione różnice mają znaczenie szczególnie w odniesieniu do pacjentów z obniżoną odpornością. Osoby, u których występuje ryzyko progresji do aktywnej gruźlicy, na ogół mają obniżoną odporność, przyjmują leki, chorują lub inne czynniki, np. społeczne, obniżają ich odpowiedź immunologiczną. Udało nam się potwierdzić, że etap przemywania i liczenia komórek w celu standaryzacji i normalizacji ich liczby jest kluczowy i wraz z odczytem na poziomie pojedynczej komórki sprawia, że ​​test jest skuteczny również w populacji pacjentów z obniżoną odpornością.

 

Szacunki oparte na danych CDC mówią, że w 2020 roku w Stanach Zjednoczonych było 13 milionów osób z LTBI (ang. Latent Tuberculosis Infection). Podejrzewamy, że liczba ta jest większa w innych krajach. Jakie są wyzwania związane z diagnostyką gruźlicy na całym świecie?

Właśnie zidentyfikowałaś największe wyzwanie, przed którym stoimy, a mianowicie, że większość osób zakażonych prątkiem gruźlicy ma utajoną infekcję. Oznacza to, że nie mają żadnych objawów ani oznak infekcji i nie są chore. Na szczęście na tym etapie nie mogą przenosić infekcji na inne osoby. Ale też nie chodzą do lekarzy i nie poddają się badaniom, bo nie dzieje się z nimi nic złego. Jednak u 5–10% tych osób z LTBI dochodzi do rozwoju aktywnej, zakaźnej postaci choroby. Wówczas pojawiają się objawy, takie jak kaszel, kaszel z krwią, utrata wagi i zmęczenie, które nie są specyficznymi objawami. Osoby, u których rozwinęła się aktywna gruźlica, mogą wychodzić i rozprzestrzeniać ją w społeczeństwie.

Obecnie na całym świecie dostrzega się kluczowe znaczenie wczesnego wykrywania i leczenia LTBI. Dostępne są dwa rodzaje testów do diagnostyki LTBI. Jednym z nich są testy typu IGRA, takie jak T-SPOT.TB, a drugim jest skórny test tuberkulinowy (TST). TST jest jedną z najstarszych metod diagnostycznych. Istnieje od wieków. Dużą zaletą tej metody jest to, że można ją wykonać w dowolnym miejscu. Wszystko, czego potrzeba, to ktoś, kto odczyta wynik na osobie, która była testowana. Nie jest potrzebne przetwarzanie laboratoryjne próbki, co jest świetne. Ale jest wiele ograniczeń. Jeśli pacjent został zaszczepiony szczepionką BCG lub zakażony prątkiem niegruźliczym, może to powodować reakcję krzyżową z TST, prowadząc do wyniku fałszywie dodatniego. Istnieje również duża zależność wyniku od tego, w jaki sposób osoba odczytuje wynik testu skórnego. Właśnie dlatego IGRA jest wymieniana w wytycznych na całym świecie, ponieważ może pomóc w zapewnieniu dokładniejszej diagnozy, szczególnie w populacjach osób z obniżoną odpornością i u dzieci zagrożonych progresją do aktywnej choroby.

 

W przypadku wielu infekcji bakteryjnych lub grzybiczych rosnącym problemem jest lekooporność. Z jej powodu cierpi przede wszystkim pacjent – leczenie jest coraz dłuższe i droższe. A jak lekooporność wpływa na diagnostykę i testy diagnostyczne w kierunku gruźlicy?

U większości ludzi gruźlica wymaga zastosowania bardzo długiej terapii antybiotykowej. Pacjentom coraz trudniej jest przestrzegać schematów leczenia. Prowadzi to do niewłaściwego stosowania leków, które są dostępne, co z kolei może prowadzić do oporności na leki, którą często obserwujemy w gruźlicy. Dużym ułatwieniem dla pacjentów jest możliwość dokumentowania przyjmowania leków w formie wideo. W przeszłości pacjenci zażywający leki przeciwgruźlicze musieli iść do kliniki i przyjmować leki w obecności personelu medycznego. Utrudniało to ich codzienne funkcjonowanie. Obecnie można nagrać film telefonem lub dowolnym urządzeniem i wysłać go do lekarza, który sprawdzi, czy przestrzegany jest schemat leczenia. Widoczna jest również korzystna z punktu widzenia pacjenta tendencja do wprowadzania krótszych schematów leczenia. Nie stosuje się już 9-miesięcznego leczenia; można je teraz skondensować. Pojawiają się również nowe metody leczenia gruźlicy lub ponownie wykorzystywane są preparaty, na które nie ma dużej oporności. Wciąż jest to wyzwanie, ale zarówno lekarze, badacze, jak i świadczeniodawcy stale nad tym pracują.

 

Jak wiemy, komórki T odgrywają kluczową rolę w adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej. Wiemy, że test ELISPOT jest w stanie aktywować odpowiedzi komórek T CD4 i CD8. Jakie korzyści (diagnostyczne lub terapeutyczne) płyną z rozróżnienia odpowiedzi CD4 i CD8?

To świetne i interesujące pytanie. Ukazało się kilka publikacji wskazujących, że limfocyty T CD8 są silniej związane z niedawno przebytą infekcją. Osoby niedawno zakażone prątkiem gruźlicy są bardziej podatne na progresję do aktywnej choroby niż osoby zakażone od 10 lat. Istnieje również związek między komórkami T CD8 a aktywną postacią choroby. Publikacje te sugerowały na tej podstawie, że jeśli można wykryć limfocyty T CD8 i jeśli jest ich dużo, to prawdopodobnie doszło do przekształcenia LTBI w aktywną gruźlicę.

Co ciekawe, na rynku pojawił się test, dzięki któremu możliwe było odróżnienie odpowiedzi limfocytów T CD8 i CD4 przy użyciu dwóch probówek zamiast jednej. Spodziewano się, że będzie to świetny sposób, aby sprawdzić, czy ludzie niedawno przebyli infekcję lub byli bliscy przekształcenia LTBI w aktywną postać gruźlicy. Ale jak dotąd w literaturze nie ma wielu dowodów potwierdzających, że wychwycenie limfocytów T CD8 wiąże się z wyższym ryzykiem progresji do aktywnej choroby. Myślę, że w tej dziedzinie czeka nas jeszcze sporo pracy. To interesujący obszar badań, ale wciąż nie ma wystarczających dowodów.

 

Zmieńmy na chwilę temat, aby omówić pandemię COVID-19, która wpłynęła na życie mieszkańców całego świata. Nowy test T-SPOT® Discovery SARS-CoV-2 bazuje na doświadczeniu Oxford Immunotec w diagnostyce gruźlicy przy użyciu technologii T-SPOT. Jaka była motywacja decyzji o dostosowaniu tej technologii do monitorowania odpowiedzi immunologicznej na SARS-CoV-2?

Już na początku pandemii zauważyliśmy skoncentrowanie się badaczy na testowaniu przeciwciał. Bez wątpienia odegrało ono ogromną rolę w walce z pandemią SARS-CoV-2. Ale są różne aspekty odpowiedzi immunologicznej. Podczas gdy przeciwciała tworzą humoralną gałąź odpowiedzi immunologicznej, limfocyty T stanowią komórkową odpowiedź immunologiczną.

Oxford Immunotec wypuścił zestaw tylko do użytku badawczego (RUO), którym był test T-SPOT® Discovery SARS-CoV-2. Miało to na celu przyjrzenie się odpowiedziom komórek T na białka strukturalne wirusa SARS-CoV-2, aby ustalić, czy oprócz odpowiedzi humoralnej, która była już dobrze przetestowana, ludzie rozwijają też komórkową odpowiedź immunologiczną. Taka była nasza motywacja. Aby naprawdę zrozumieć, co się dzieje, trzeba uzyskać pełny obraz i przyjrzeć się zarówno odporności komórkowej, jak i odporności humoralnej.

 

Pandemia COVID-19 zmieniła priorytety badawczo-rozwojowe. Większość badaczy zaangażowała się w opracowywanie testów i szczepionek zapobiegających rozprzestrzenianiu się SARS-CoV-2. W jaki sposób pandemia COVID-19 wpłynęła na pacjentów z gruźlicą (w szczególności LTBI)? Które populacje są bardziej dotknięte niż inne?

W przypadku gruźlicy wszystkie rutynowe testy zostały wstrzymane. A przecież we wczesnym wykrywaniu zakażenia prątkiem gruźlicy i leczeniu go, zanim dojdzie do rozwoju aktywnej gruźlicy, rutynowe badania są absolutnie kluczowe. Zauważyliśmy ogromny spadek testów w kierunku LTBI na całym świecie. Lekarze specjalizujący się w chorobach układu oddechowego, którzy pracowali nad gruźlicą, zostali wciągnięci na oddziały związane z COVID-19. Całe oddziały leczenia gruźlicy zostały przekształcone w oddziały COVID-19 tylko po to, aby poradzić sobie z ogromną liczbą pacjentów w szczytowym momencie pandemii. Jednocześnie wiele badań nad gruźlicą zostało zatrzymanych, a badacze zajmujący się chorobami układu oddechowego zajęli się badaniem infekcji SARS-CoV-2.

W związku z tym opieka nad pacjentami z gruźlicą została drastycznie ograniczona, zwłaszcza w szczytowym okresie pandemii, i dopiero teraz zaczyna się odradzać. W związku z tym osiągnięcie celów wyznaczonych przez Światową Organizację Zdrowia w ramach strategii End TB będzie trudniejsze.

 

Zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i innych krajach na całym świecie stosowane są różne preparaty szczepionkowe przeciwko COVID-19. Najczęściej ich skuteczność ocenia się, mierząc poziom przeciwciał wytworzonych przez osoby zaszczepione. Czy w porównaniu z pomiarem odpowiedzi przeciwciał są jakieś korzyści z pomiaru odpowiedzi komórek T na zakażenie SARS-CoV-2? Czy możesz wyjaśnić, dlaczego naukowcy mogą uznać za interesujące zrozumienie odpowiedzi komórek T na zakażenie SARS-CoV-2?

Jak ze wszystkim – również jeśli chodzi o SARS-CoV-2, nie możemy być w 100% pewni, czy pomiar limfocytów T ma przewagę nad przeciwciałami, ponieważ nie mamy na to jednoznacznych dowodów. Kiedy wirus infekuje organizm, obserwujemy wrodzoną odpowiedź immunologiczną, która pojawia się w ciągu kilku dni. Następnie te wrodzone komórki ostrzegają inne komórki układu odpornościowego, że organizm jest atakowany. Komórki, które jako pierwsze ostrzegają organizm o zagrożeniu, to limfocyty T, które następnie pomagają komórkom B rozpocząć produkcję specyficznych przeciwciał.

Jedną z zalet pomiaru limfocytów T jest to, że w przebiegu infekcji można wykryć aktywność limfocytów T, zanim rozpocznie się wytwarzanie określonych przeciwciał. Istnieją również dowody, że poziom przeciwciał może z czasem się obniżać, a odpowiedź komórek T może być silniejsza. Inne badania sugerowały, że osoby zakażone SARS-CoV-1, innym ludzkim koronawirusem, nadal mają limfocyty T – 17 lat po infekcji – które są specyficzne dla tego wirusa SARS-CoV-1.

Niesie to nadzieję, że ​​nawet jeśli przeciwciała zanikną, możemy mieć silną i długotrwałą odpowiedź komórek T, która może nadal zapewniać pewną ochronę nawet wiele lat po zakażeniu. Ale nie wiemy jeszcze, czy komórki T, przeciwciała lub którykolwiek z tych czynników odpowiedzi immunologicznej zapewni trwałą ochronę przed SARS-CoV-2 i uzyskanie tych informacji zajmie więcej czasu.

 

Jak się wydaje, coraz bardziej zbliżamy się do światła na końcu tunelu. Biorąc pod uwagę pojawianie się nowych wariantów SARS-CoV-2, jakie dostrzegasz wyzwania związane z wykrywaniem komórkowej odpowiedzi immunologicznej stojące przed laboratoriami?

Mutacje wirusa wiążą się z wieloma wyzwaniami i istnieją obawy, że testy diagnostyczne zaprojektowane przeciwko oryginalnemu wirusowi SARS-CoV-2 mogą nie działać tak dobrze w przypadku nowych wariantów. Kiedy przyjrzymy się testom badającym odpowiedź limfocytów T, a konkretnie testowi T-SPOT® Discovery SARS-CoV-2, okazuje się, że może on oferować pewien poziom ochrony również przed wariantami. Używamy nakładających się peptydów, które obejmują niektóre białka strukturalne wirusa SARS-CoV-2. Oznacza to, że nawet jeśli w jednym regionie genomowym wirusa dojdzie do mutacji punktowej, nadal mamy w swojej puli peptydów wiele innych, które nie zostały dotknięte tą mutacją i które nadal będą inicjować odpowiedź komórek T.

Wiemy, że wiele mutacji zachodzi w białku kolca wirusa SARS-CoV-2 lub domenie wiążącej receptory, która pomaga wirusowi związać się z komórkami gospodarza, dostać się do ich wnętrza i rozpocząć replikację. Jeśli test obejmuje inne białka, na przykład białko błonowe lub nukleokapsydowe, czyli regiony nieco bardziej konserwatywne i stabilne, jest on bardziej skuteczny. Testy mogą być w stanie uniknąć wpływu wariantów, jeśli obejmują również różne białka strukturalne.

 

TST to jedna z dość często stosowanych metod pozwalających ustalić, czy dana osoba jest zakażona prątkiem gruźlicy. Wiemy, że szczepionki zawierające żywe wirusy mogą wpływać na wyniki tego testu. Czy testy IGRA mają wpływ na skuteczność szczepionek mRNA przeciwko COVID-19?

Szczepionki zostały zaprojektowane tak, aby naśladować to, co by się stało, gdyby doszło do zakażenia wirusem. Ogólnie rzecz biorąc, w badaniu odpowiedzi komórek T na zakażenie SARS-CoV-2 można wychwycić odpowiedź wywołaną szczepionką. Obecnie prawie wszyscy jesteśmy zaszczepieni. Widzimy, że wprowadzanie szczepionek przebiega pomyślnie i wydają się one skuteczne, bo liczba osób trafiających do szpitala z ciężkim przebiegiem COVID-19 jest mniejsza. Nie wiemy, jak długotrwała jest ochrona, którą zapewniają szczepionki – czy będzie to rok, czy będziemy potrzebować boostera. Być może wykrycie odpowiedzi komórek T na szczepionki przyniesie nam odpowiedź na to pytanie. Byłoby to pożyteczne zastosowanie testów takich jak ten, gdy będziemy stopniowo wracać do normalności.

 

Ruth, to była wnikliwa rozmowa. To, jak daleko zaszedł świat diagnostyki i jak daleko jeszcze musimy się posunąć, jest ekscytujące. Nie jest tajemnicą, że Oxford Immunotec dąży do stworzenia nowych technologii, jak w przypadku gruźlicy i SARS-CoV-2. Czy platformę T-SPOT można wykorzystać do pomiaru odpowiedzi komórek T w innych chorobach poza gruźlicą i SARS-CoV-2?

Gdy zaczęła się pandemia, byliśmy w stanie tak szybko zmobilizować się i opracować test RUO dzięki temu, że możemy używać platformy T-SPOT, ale zmieniać antygeny, na które reagują komórki. To może z powodzeniem działać z całym mnóstwem różnych patogenów i chorób. Diagnostyka komórek T zmierza w interesującym kierunku.

Nie chcę myśleć, że coś takiego jak pandemia COVID-19 się powtórzy, ale jeśli tak się stanie, to osobiście mam nadzieję, że będziemy mówić nie tylko o przeciwciałach, ale również o komórkach T. Wiemy już, że posiadamy platformy, które można przekształcić, tak aby dostarczały nam informacji o komórkowej odpowiedzi immunologicznej równie szybko, jak o odpowiedzi przeciwciał.

 

Dziękuję.

 

Rozmawiała: dr Aya Elhage
Tłumaczenie: Izabella Podsiadły

Źródło: KOL Spotlight Interview with Dr. Ruth Brignall – EUROIMMUN BLOG (euroimmunus.blog)

 

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.