كيف يغزو فيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي خلايا الدماغ؟

مكن البحث على المستوى الذري حول كيفية دخول فيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي إلى داخل الخلايا من اكتشاف جزيء خادع يحمي من عدوى الدماغ التي قد تكون مميتة.

نُشرت الدراسة التي أجراها باحثون في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس، في مجلة Cell.

ومن خلال تعزيز فهم التفاعلات الجزيئية المعقدة بين البروتينات الفيروسية ومستقبلاتها على الخلايا الحيوانية، تضع النتائج الأساس لعلاجات ولقاحات العدوى الفيروسية، وفقا لما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.

وقال المؤلف المشارك الكبير مايكل س. دايموند: «إن فهم كيفية تفاعل الفيروسات مع الخلايا التي تصيبها هو جزء مهم من الوقاية من الأمراض الفيروسية وعلاجها».

وأضاف: «بمجرد أن تفهم ذلك، يكون لديك الأساس لتطوير اللقاحات والأدوية لمنعه، وفي هذه الدراسة، استغرقنا وقتًا طويلًا لفرز التعقيد المرتبط بالتفاعل المعين بين الفيروسات والمستقبلات، ولكن بمجرد أن اكتسبنا هذه المعرفة، لقد تمكنا من تصميم جزيء خادع تبين أنه فعال للغاية في تحييد الفيروس وحماية الفئران من الأمراض».

نادر بين البشر

بالرغم من ندرة الإصابة بفيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي بين البشر، حيث يتم الإبلاغ عن حالات قليلة فقط في جميع أنحاء العالم كل عام، فإن حوالي ثلث المصابين بالعدوى يموتون، ويعاني العديد من الناجين من مشاكل عصبية دائمة.

علاوة على ذلك، يتوقع العلماء أنه مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب وتغير المناخ الذي يؤدي إلى إطالة مواسم تجمعات البعوض وامتداده الجغرافي، فإن خطر الإصابة بالعدوى سوف يتزايد.

في الوقت الحالي، لا توجد لقاحات معتمدة ضد الفيروس أو أدوية محددة لعلاجه.

كخطوة أولى لإيجاد طرق لعلاج الفيروس القاتل أو الوقاية منه، شرع دايموند والمؤلف الرئيسي المشارك ديفد فريمونت، أستاذ علم الأمراض والمناعة، في التحقيق في كيفية ارتباط الفيروس بأحد مفاتيحه الرئيسية المستقبلات، وهو جزيء يسمى VLDLR، أو مستقبل البروتين الدهني منخفض الكثافة جدا.

تم العثور على الجزيء على سطح الخلايا في الدماغ وأجزاء أخرى من الجسم.

المؤلف الأول المشارك لوكاس آدامز، استخدم أحد الطلاب في مختبرات فريمونت ودايموند، المجهر الإلكتروني المبرد لإعادة بناء ارتباط الفيروس بالمستقبل بتفاصيل على المستوى الذري.

وتبين أن النتائج كانت معقدة بشكل غير متوقع.

يتكون الجزيء من 8 أجزاء متكررة، تسمى المجالات، مربوطة معًا مثل الخرز في سلسلة.

عادة، يتناسب البروتين الفيروسي ومستقبله معًا بطريقة واحدة محددة جدًا.

ومع ذلك، في هذه الحالة، كانت نقطتان أو 3 نقاط مختلفة على بروتينات السطح الفيروسي قادرة على الارتباط بأي من 5 من مجالات الجزيء الثمانية.

وقال فريمونت، وهو أيضًا عالم في علم الفيروسات: «الأمر المذهل حقًا هو أننا وجدنا مواقع ربط متعددة، لكن كيمياء كل موقع من مواقع الارتباط متشابهة جدًا وتشبه أيضًا كيمياء مواقع الارتباط للفيروسات الأخرى التي تتفاعل مع المستقبلات ذات الصلة».

وأضاف: «إن الكيمياء تعمل بشكل جيد بالنسبة للطريقة التي تريد بها الفيروسات الارتباط بأغشية الخلايا».

المجالات التي تشكل هذا الجزيء موجودة أيضًا في العديد من بروتينات سطح الخلية ذات الصلة، وتم العثور على مجالات مماثلة في البروتينات من جميع أنحاء المملكة الحيوانية.

وقال دايموند، وهو أيضًا أستاذ الطب في علم الجزيئات: «نظرًا لأنهم يستخدمون جزيئًا له مجالات متكررة بشكل طبيعي، فقد تطورت بعض فيروسات ألفا لاستخدام نفس استراتيجية الارتباط مع مجالات مختلفة متعددة في نفس المستقبل».

تشمل الفيروسات ألفا فيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي والعديد من الفيروسات الأخرى التي تسبب أمراض الدماغ أو المفاصل.

وأضاف: «هناك اختلافات تسلسلية في مستقبل VLDLR على مدى التطور في الأنواع المختلفة، ولكن بما أن الفيروس لديه هذه المرونة في الارتباط، فهو قادر على إصابة مجموعة واسعة من الأنواع بما في ذلك البعوض والطيور والقوارض والبشر».

لمنع الارتباط، أنشأ الباحثون لوحة من المستقبلات الخادعة من خلال الجمع بين مجموعات فرعية من المجالات الثمانية.

وكانت الفكرة هي أن الفيروس سيرتبط عن طريق الخطأ بالطعم بدلًا من المستقبل الموجود على الخلايا، ويمكن بعد ذلك إزالة الطعم المرتبط بالفيروس بواسطة الخلايا المناعية.