Cómo se mantiene la inmunidad al COVID-19 con el tiempo

Más de 215 millones de personas en los Estados Unidos ahora están completamente vacunadas contra el virus SARS-CoV-2 responsable de COVID-19 [1]. Más del 40 por ciento, más de 94 millones de personas, también se han arremangado para recibir una dosis de refuerzo adicional. Ahora, un estudio financiado por los NIH que explora el desempeño de las vacunas de ARNm con el tiempo es un recordatorio de cuán importante será mantener actualizadas esas vacunas contra el COVID-19 a medida que las variantes del coronavirus continúan circulando.

Los resultados, publicados en la revista Science Translational Medicine, muestran que las personas que recibieron dos dosis de las vacunas de ARNm de Pfizer o Moderna COVID-19 generaron los anticuerpos neutralizantes de virus necesarios [2]. Pero los niveles de esos anticuerpos se redujeron considerablemente después de seis meses, lo que sugiere una disminución de la inmunidad con el tiempo.

Los datos también revelan que los participantes del estudio tenían una protección mucho menor contra las variantes más nuevas del SARS-CoV-2, incluidas Delta y Omicron. Si bien la protección de los anticuerpos se mantuvo más fuerte en las personas que también habían tenido una infección avanzada, ni siquiera eso parecía ofrecer mucha protección contra la infección por la variante Omicron.

El nuevo estudio proviene de un equipo dirigido por Shan-Lu Liu en la Universidad Estatal de Ohio, Columbus. Querían explorar qué tan bien se mantiene la protección inmunológica adquirida por la vacuna con el tiempo, especialmente a la luz de las variantes del SARS-CoV-2 que surgen recientemente.

Este es un tema importante en el futuro porque las vacunas de ARNm entrenan al sistema inmunitario para que produzca anticuerpos contra las proteínas de punta que coronan la superficie del coronavirus SARS-CoV-2. Estas nuevas variantes a menudo tienen proteínas de pico mutadas o ligeramente modificadas en comparación con la original que el sistema inmunitario ha sido entrenado para detectar, lo que podría amortiguar la respuesta inmunitaria.

En el estudio, el equipo recolectó muestras de suero de 48 trabajadores de la salud completamente vacunados en cuatro momentos clave: 1) antes de la vacunación, 2) tres semanas después de la primera dosis, 3) un mes después de la segunda dosis y 4) seis meses después de la segunda dosis.

Luego probaron la capacidad de los anticuerpos en esas muestras para neutralizar las proteínas de pico como un correlato de qué tan bien funciona una vacuna para prevenir infecciones. Las proteínas de pico representaron cinco variantes principales de SARS-CoV-2. Las variantes incluían D614G, que surgió muy poco después de que el coronavirus se identificara por primera vez en Wuhan y se hizo cargo rápidamente, así como Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351), Delta (B.1.617.2), y Omicron (B.1.1.529).

Los investigadores exploraron en el laboratorio cómo los anticuerpos neutralizantes dentro de esas muestras de suero reaccionaron a los pseudovirus SARS-CoV-2 que representan cada una de las cinco variantes. Los pseudovirus SARS-CoV-2 son virus inofensivos diseñados, en este caso, para llevar proteínas de punta de coronavirus en sus superficies. Debido a que no se replican, es seguro estudiarlos sin instalaciones de bioseguridad especialmente diseñadas.

En cualquiera de los cuatro puntos de tiempo, los anticuerpos mostraron una capacidad mínima para neutralizar la proteína de pico Omicron, que alberga alrededor de 30 mutaciones. Estos hallazgos son consistentes con un estudio anterior que mostró una disminución significativa en los anticuerpos neutralizantes contra Omicron en personas que recibieron la serie inicial de dos inyecciones, con una capacidad neutralizante mejorada después de una dosis de refuerzo adicional.

La capacidad de neutralización de los anticuerpos contra todas las demás variantes de pico mostró una disminución dramática de 1 a 6 meses después de la segunda dosis. Si bien hubo una marcada disminución con el tiempo después de ambas vacunas, las muestras de los trabajadores de la salud que recibieron la vacuna Moderna mostraron aproximadamente el doble de la capacidad de neutralización de los que recibieron la vacuna Pfizer. Los datos también sugieren una mayor protección inmunológica en trabajadores de la salud completamente vacunados que habían tenido una infección avanzada con SARS-CoV-2.

Además de recomendar la vacunación completa para todas las personas elegibles, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) ahora recomiendan que todas las personas mayores de 12 años reciban una dosis de refuerzo de las vacunas Pfizer o Moderna al menos cinco meses después de completar la serie primaria de vacunas. dos disparos [3]. Quienes hayan recibido la vacuna de Johnson & Johnson deben recibir un refuerzo al menos dos meses después de recibir la dosis inicial.

Si bien quedan muchas preguntas sobre la durabilidad de la inmunidad COVID-19 a lo largo del tiempo, está claro que el rápido despliegue de múltiples vacunas en el transcurso de esta pandemia ya ha salvado muchas vidas y ha mantenido a muchas más personas fuera del hospital. A medida que la amenaza de Omicron disminuya y comencemos a esperar mejores días por delante, seguirá siendo fundamental que los investigadores y los encargados de formular políticas evalúen y revisen continuamente las estrategias y recomendaciones de vacunación, para mantener nuestras defensas altas a medida que este virus continúa evolucionando.

More than 215 million people in the United States are now fully vaccinated against the SARS-CoV-2 virus responsible for COVID-19 [1]. More than 40 percent—more than 94 million people—also have rolled up their sleeves for an additional, booster dose. Now, an NIH-funded study exploring how mRNA vaccines are performing over time comes as a reminder of just how important it will be to keep those COVID-19 vaccines up to date as coronavirus variants continue to circulate.

The results, published in the journal Science Translational Medicine, show that people who received two doses of either the Pfizer or Moderna COVID-19 mRNA vaccines did generate needed virus-neutralizing antibodies [2]. But levels of those antibodies dropped considerably after six months, suggesting declining immunity over time.

The data also reveal that study participants had much reduced protection against newer SARS-CoV-2 variants, including Delta and Omicron. While antibody protection remained stronger in people who’d also had a breakthrough infection, even that didn’t appear to offer much protection against infection by the Omicron variant.

The new study comes from a team led by Shan-Lu Liu at The Ohio State University, Columbus. They wanted to explore how well vaccine-acquired immune protection holds up over time, especially in light of newly arising SARS-CoV-2 variants.

This is an important issue going forward because mRNA vaccines train the immune system to produce antibodies against the spike proteins that crown the surface of the SARS-CoV-2 coronavirus. These new variants often have mutated, or slightly changed, spike proteins compared to the original one the immune system has been trained to detect, potentially dampening the immune response.

In the study, the team collected serum samples from 48 fully vaccinated health care workers at four key time points: 1) before vaccination, 2) three weeks after the first dose, 3) one month after the second dose, and 4) six months after the second dose.

They then tested the ability of antibodies in those samples to neutralize spike proteins as a correlate for how well a vaccine works to prevent infection. The spike proteins represented five major SARS-CoV-2 variants. The variants included D614G, which arose very soon after the coronavirus first was identified in Wuhan and quickly took over, as well as Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351), Delta (B.1.617.2), and Omicron (B.1.1.529).

The researchers explored in the lab how neutralizing antibodies within those serum samples reacted to SARS-CoV-2 pseudoviruses representing each of the five variants. SARS-CoV-2 pseudoviruses are harmless viruses engineered, in this case, to bear coronavirus spike proteins on their surfaces. Because they don’t replicate, they are safe to study without specially designed biosafety facilities.

At any of the four time points, antibodies showed a minimal ability to neutralize the Omicron spike protein, which harbors about 30 mutations. These findings are consistent with an earlier study showing a significant decline in neutralizing antibodies against Omicron in people who’ve received the initial series of two shots, with improved neutralizing ability following an additional booster dose.

The neutralizing ability of antibodies against all other spike variants showed a dramatic decline from 1 to 6 months after the second dose. While there was a marked decline over time after both vaccines, samples from health care workers who’d received the Moderna vaccine showed about twice the neutralizing ability of those who’d received the Pfizer vaccine. The data also suggests greater immune protection in fully vaccinated healthcare workers who’d had a breakthrough infection with SARS-CoV-2.

In addition to recommending full vaccination for all eligible individuals, the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) now recommends everyone 12 years and up should get a booster dose of either the Pfizer or Moderna vaccines at least five months after completing the primary series of two shots [3]. Those who’ve received the Johnson & Johnson vaccine should get a booster at least two months after receiving the initial dose.

While plenty of questions about the durability of COVID-19 immunity over time remain, it’s clear that the rapid deployment of multiple vaccines over the course of this pandemic already has saved many lives and kept many more people out of the hospital. As the Omicron threat subsides and we start to look forward to better days ahead, it will remain critical for researchers and policymakers to continually evaluate and revise vaccination strategies and recommendations, to keep our defenses up as this virus continues to evolve.

References:

[1] COVID-19 vaccinations in the United States. Centers for Disease Control and Prevention. February 27, 2022.

[2] Neutralizing antibody responses elicited by SARS-CoV-2 mRNA vaccination wane over time and are boosted by breakthrough infection. Evans JP, Zeng C, Carlin C, Lozanski G, Saif LJ, Oltz EM, Gumina RJ, Liu SL. Sci Transl Med. 2022 Feb 15:eabn8057.

[3] COVID-19 vaccine booster shots. Centers for Disease Control and Prevention. Feb 2, 2022.

Links:

COVID-19 Research (NIH)

Shan-Lu Liu (The Ohio State University, Columbus)

NIH Support: National Institute of Allergy and Infectious Diseases; National Cancer Institute; National Heart, Lung, and Blood Institute; Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development