Multi-parameter approach to evaluate the timing of memory status after 17DD-YF primary vaccination

Programa Nacional de Imunizações (PNI), Secretaria de Vigilância em Saúde (SVS), PDTIS, CNPq (472782/2009-6 and 475076/2013-3), CAPES, FAPEMIG and PROEP/CPqRR/FIOCRUZ for financial support. ACCA and JGCdR received financial support from CNPq MCTI/CNPq/2014.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Governo do Estado de Minas Gerais. Secretaria de Estado de Saúde. Belo Horizonte, MG, Brasil.Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG, Brazil.Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Uberlândia, MG, Brazil.Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Uberlândia, MG, Brazil.Food and Drug Administration. Center for Biologics Evaluation and Research. Silver Spring, Maryland, USA.Food and Drug Administration. Center for Biologics Evaluation and Research. Silver Spring, Maryland, USA.Instituto de Biologia do Exército. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Instituto de Biologia do Exército. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Brasília, DF, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Brasília, DF, Brazil.Universidade de Brasília, Brasília. Brasília, DF, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Diretoria Regional de Brasília. Brasília, DF, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.In this investigation, machine-enhanced techniques were applied to bring about scientific insights to identify a minimum set of phenotypic/functional memory-related biomarkers for post-vaccination follow-up upon yellow fever (YF) vaccination. For this purpose, memory status of circulating T-cells (Naïve/early-effector/Central-Memory/Effector-Memory) and B-cells (Naïve/non-Classical-Memory/Classical-Memory) along with the cytokine profile (IFN/TNF/IL-5/IL-10) were monitored before-NV(day0) and at distinct time-points after 17DD-YF primary vaccination-PV(day30-45); PV(year1-9) and PV(year10-11). A set of biomarkers (eEfCD4; EMCD4; CMCD19; EMCD8; IFNCD4; IL-5CD8; TNFCD4; IFNCD8; TNFCD8; IL-5CD19; IL-5CD4) were observed in PV(day30-45), but not in NV(day0), with most of them still observed in PV(year1-9). Deficiencies of phenotypic/functional biomarkers were observed in NV(day0), while total lack of memory-related attributes was observed in PV(year10-11), regardless of the age at primary vaccination. Venn-diagram analysis pre-selected 10 attributes (eEfCD4, EMCD4, CMCD19, EMCD8, IFNCD4, IL-5CD8, TNFCD4, IFNCD8, TNFCD8 and IL-5CD4), of which the overall mean presented moderate accuracy to discriminate PV(day30-45)&PV(year1-9) from NV(day0)&PV(year10-11). Multi-parameter approaches and decision-tree algorithms defined the EMCD8 and IL-5CD4 attributes as the top-two predictors with moderated performance. Together with the PRNT titers, the top-two biomarkers led to a resultant memory status observed in 80% and 51% of volunteers in PV(day30-45) and PV(year1-9), contrasting with 0% and 29% found in NV(day0) and PV(year10-11), respectively. The deficiency of memory-related attributes observed at PV(year10-11) underscores the conspicuous time-dependent decrease of resultant memory following17DD-YF primary vaccination that could be useful to monitor potential correlates of protection in areas under risk of YF transmission