Research Project

Cluster 1 - Health and Well Being

Characterization of T-cell immunity to SARS-CoV-2 in the South East Asian and European Population

This Project is Supported by

Southeast Asia - Europe Joint Funding Scheme

SEA-JFS 2021/2022/2023

PI: Marsia Gustiananda, PhD
Team Member:
Juliane Walz, MD,
Jaturong Sewatanon, M.D., Ph.D.,
Dr. Sita Laksmi Andarini

External Collaborators: University Hospital Tuebingen, Faculty of Medicine Siriraj Hospital by Mahidol University, and Persahabatan Hospital

Tubingen
Mahidol University
RSUP Persahabatan

Project Description:

SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) causes the COVID-19 disease, which has become a pandemic with dramatic socioeconomic consequences. As of 13 November 2020, around 53 million people have been infected and approximately 1.3 million deaths have been reported. Available treatment options are limited, and an effective vaccine is so far not broadly available despite intensive efforts. Immunity after SARS-CoV-2 infection is crucial for individual long-term protection upon virus re-exposure, but even more important to reduce transmission rates and ultimately achieve herd immunity. Thus, elucidation of the immunological mechanisms underlying the development of long-term protective immunity in the course of COVID-19 will guide the design of effective vaccines and treatment.

In addition to humoral immunity provided by neutralizing antibodies, cellular immunity mediated by T-cells is fundamental to control viral infections and provide immunological memory for long-lasting protection. Whereas CD4+ T helper cells orchestrate the immune response and enable B-cells to produce antibodies, CD8+ cytotoxic T-cells eliminate virus-infected cells. Both CD4+ and CD8+ T-cells recognize viral antigens in the form of short peptides presented on the human leukocyte antigens (HLA). In consequence, characterization of viral T-cell epitopes is important for the understanding of immune defense mechanisms against particular viruses. Thus, the goal of this research project is to identify and characterize the SARS-CoV-2 T-cell epitopes that induce T-cell immunity during the COVID-19 in different populations with various predominant HLA allotypes in European and Southeast Asian populations. The findings of this project will provide more insight into the cellular-mediated immune responses against SARS-CoV-2 in populations with different genetic backgrounds and environments that could bring novel ideas for the development of COVID-19 vaccines that could be effective across different populations worldwide.

This Project is Supported by

Southeast Asia - Europe Joint Funding Scheme

Research Description:

Keberadaan memori sel-T yang timbul karena infeksi virus pada masa lalu dapat memberikan perlindungan parsial terhadap infeksi virus lain yang dikenal sebagai kekebalan heterologous. Kekebalan yang dimediasi oleh sel-T tidak mencegah infeksi tapi dapat meringankan gejala klinis suatu penyakit dengan cara menghilangkan virus dari dalam tubuh dengan cepat. Sel-T merupakan sel imun yang dapat mengenali sel lain yang terinfeksi berdasarkan pengenalan peptida virus yang dipresentasikan oleh molekul HLA (human leukocyte antigen) pada permukaan sel yang terinfeksi. Respon sel-T terhadap peptida antigen itu sendiri akan sama di semua populasi, tetapi mengingat molekul HLA sangat polimorfik dan khas untuk masing-masing populasi, maka penelitian tentang epitop sel-T yang akan dikenali oleh populasi Indonesia sangatlah dibutuhkan baik untuk memahami mekanisme respon kekebalan maupun untuk pengembangan vaksin, diagnostik, serta imunoterapi lainnya. Sampai saat ini, belum ada penelitian mengenai epitop sel-T dan kekebalan seluler baik terhadap virus korona maupun patogen lainnya di Indonesia. Penelitian yang diusulkan ini bertujuan mendapatkan data tentang peptida imunogenik dari virus korona (SARS-CoV-2) yang dipresentasikan oleh molekul HLA pada populasi Indonesia. Dalam kerangka kerjasama internasional (TimCovSEAEu: Indonesia, Thailand, dan Germany), data yang didapatkan dari penelitian populasi Indonesia akan dibandingkan dengan data dari populasi Thailand dan Germany. Diperkirakan bahwa kekebalan sel-T yang bersifat heterologous ini dapat mengurangi tingkat keparahan infeksi SARS-CoV-2. Pada penelitian ini kami akan menggabungkan prediksi epitop sel-T secara in-siliko menggunakan metoda imunoinformatik dan validasinya secara in-vitro yang akan dilaksanakan selama 3 tahun. Kegiatan tahun pertama: (1) Prediksi epitop sel-T menggunakan metoda imunoinformatik, (2) Perekrutan, screening dan wawancara individu yang akan direkrut sebagai donor, (3) Pengambilan sampel biologis berupa buccal swab dan pengujian tipe HLA, (4) sintesis peptida secara komersial, (5) Pengambilan sampel darah dan isolasi PBMC (peripheral blood mononuclear cells) dari para donor, (6) Uji imunogenisitas epitop hasil prediksi dengan metoda interferon-γ ELISPOT (enzyme-linked immunospot) assay dan identifikasi fenotipe sel-T menggunakan metoda flow cytometry. Kegiatan tahun kedua: (1) Pengambilan sampel darah dan isolasi PBMC (peripheral blood mononuclear cells) dari para donor, (2) Uji imunogenisitas epitop hasil prediksi dengan metoda interferon-γ ELISPOT (enzyme-linked immunospot) assay dan identifikasi fenotipe sel-T menggunakan metoda flow cytometry, (3) Membandingkan respons sel-T spesifik SARS-CoV-2 pada populasi Indonesia, Thailand dan Germany. Pada tahun ketiga, kami akan merekrut lebih banyak donor untuk konfirmasi bahwa peptida yang telah berhasil diidentifikasi sebelumnya akan juga dikenali oleh sel-T dari individu lainnya di Indonesia. (1) Menentukan frekuensi sel T spesifik SARS-CoV-2 pada populasi yang berbeda, (2) Menghubungkan respons sel-T SARS-CoV-2 dengan imunitas humoral dan data klinis, (3) Mengkarakterisasi longevity dan durability respon kekebalan yang dimediase oleh sel-T terhadap SARS-CoV-2. Penelitian ini akan dimulai dari TKT level 1 mengingat data literatur tentang peran sel-T dalam memberikan kekebalan seluler telah banyak dilaporkan namun belum ada penelitian serupa pada populasi Indonesia. Di akhir penelitian, TKT akan meningkat menjadi level 3 dikarenakan proof of concept sebagian telah berhasil dilakukan. Usulan penelitian lanjutan berupa karakterisasi fenotip menyeluruh sel-T spesifik yang mengenali epitop dari virus SARS-CoV-2 serta pengembangan prototipe vaksin tahap awal.

All Projects with Southeast Asia - Europe Joint Funding Scheme:
Research
Community Service
Our Researchers
Our Facilities