اكتشاف بروتين يمكِّن الفيروسات الحيوانية من إصابة البشر.. ما هو؟

تمكن علماء يبحثون في الفيروسات الحيوانية التي يمكن أن تصيب البشر، من تحديد بروتين حاسم قد يسمح بانتشار عائلة من الكائنات الحية تسمى الفيروسات الشريانية.

في دراسة جديدة، تمكن الباحثون من تحديد بروتين في الثدييات يرحب بـ  الفيروسات الشريانية في الخلايا المضيفة لبدء العدوى.

ووجد الفريق أيضًا، أن الأجسام المضادة الأحادية النسيلة الموجودة والتي ترتبط بهذا البروتين، تحمي الخلايا من العدوى الفيروسية.

الفيروسات الشريانية

وفقا لموقع ميديكال إكسبريس، تنتشر الفيروسات الشريانية على نطاق واسع في العديد من أنواع الثدييات حول العالم والتي تعمل كمضيف طبيعي - مثل الرئيسيات غير البشرية والخنازير والخيول - ولكن لم يتم اكتشافها في البشر حتى الآن.

يهدف الباحثون إلى فهم أفضل لآليات عدوى الفيروس الشرياني للحصول على فكرة عن مدى ارتفاع خطر الإصابة بالعدوى بالنسبة للبشر وما هي الاستعدادات التي قد تكون مطلوبة في حالة حدوث انتشار للعدوى في المستقبل.

وقال المؤلف المشارك كودي وارن، الأستاذ المساعد في العلوم البيولوجية البيطرية بجامعة ولاية أوهايو: "من المهم أن نأخذ في الاعتبار أنه نظرًا لعدم وجود فيروسات شريانية معروفة تصيب الناس، فإننا ساذجون مناعيًا بشكل أساسي، لذلك لا يمكننا الاعتماد على المناعة السابقة لمساعدتنا".

وقاد وارن العمل بالاشتراك مع آدم بيلي، الأستاذ المساعد في علم الأمراض وطب المختبرات في جامعة ويسكونسن ماديسون.

نُشرت الدراسة مؤخرًا في مجلة Nature Communications.

لا تظهر أي علامات مرضية على العديد من العوائل الطبيعية لفيروسات الشرايين، ولكن الفيروس الذي يصيب الخنازير يمكن أن يسبب الالتهاب الرئوي، وكذلك الإجهاض في الخنازير الحوامل، ويمكن أن تسبب سلالات أخرى الحمى النزفية أو التهاب الدماغ عندما تقوم بتبديل العوائل الحيوانية.

وتتمتع هذه الفيروسات أيضًا بالقدرة غير العادية على الحفاظ على العدوى على المدى الطويل وتصبح أكثر ضراوة عندما تجد مضيفين جددًا - مما يمنحها الوقت للتطور وتحسين فرص انتقالها.

انطلق فريق البحث للعثور على البروتينات في الثدييات التي تستخدمها الفيروسات الشريانية كمستقبلات للدخول إلى الخلايا المضيفة ونسخ نفسها. استخدم بيلي تقنية فحص CRISPR-knockout على مستوى الجينوم لتحديد الجينات المحددة التي، عند تعطيلها، تجعل الخلايا مقاومة للعدوى الفيروسية.

ثم تعتبر هذه الجينات ضرورية لعملية العدوى الفيروسية. حدد الفحص غير المتحيز جينين، FCGRT وB2M، تتحد منتجاتهما البروتينية لتشكيل مستقبل FcRn (مستقبل Fc الوليدي) الذي يتم التعبير عنه على سطح الخلايا.

يمتلك جزيء مستقبل FcRn دورًا محددًا في نقل الأجسام المضادة عبر المشيمة إلى الجنين، ولكنه موجود أيضًا في الخلايا المناعية والخلايا التي تبطن جدران الأوعية الدموية - وكلاهما مستهدف بواسطة الفيروسات الشريانية.

أظهرت نتائج هذه الدراسة أن FcRn يستخدم لدخول الخلية المضيفة بواسطة خمسة فيروسات شريانية على الأقل تصيب القرود والخنازير والخيول على التوالي: ثلاثة سلالات مختلفة من فيروسات الشرايين القردية، وفيروس متلازمة التكاثر والجهاز التنفسي الخنزيري 2 (PRRSV-2)، وفيروس التهاب الشرايين الخيلي (EAV).

أدى إزالة المكون الرئيسي لمجمع FcRn - جين FCGRT - من الخلايا المضيفة إلى منع العدوى الفيروسية، كما أدى المعالجة المسبقة للخلايا باستخدام جسم مضاد وحيد النسيلة ضد FcRn إلى الحماية من العدوى.

وكان هناك أيضًا تطور وراثي في ​​هذه القصة: حيث كانت بعض الثدييات المضيفة أقل عرضة للإصابة بالفيروس الشرياني استنادًا إلى الاختلافات في تسلسل FcRn الخاص بأنواعها، مما يعني أنه في بعض الحالات، سيعمل هذا البروتين كحاجز للعدوى بين الأنواع.

وقال بيلي: "إن الشمبانزي والبشر لديهما نفس الجينات تقريبا، ولكن تسلسل تلك الجينات يختلف قليلا. جميع الثدييات لديها مستقبل FcRn، ولكن قدرتها على دعم الإصابة بفيروس شرياني معين قد تختلف".

وقد تمكنت شاشة CRISPR أيضًا من تحديد جين يشفر بروتين سطح آخر، CD163، والذي وجد وارن وزملاؤه سابقًا أنه بمثابة البوابة لفيروس شرياني يسمى فيروس الحمى النزفية القردية (SHFV) لإصابة الخلية.

أظهرت سلسلة من التجارب على أنواع مختلفة من الخلايا واستخدام سلالات فيروسية متعددة في الدراسة الجديدة أن CD163 له دور في العدوى بمعظم الفيروسات الشريانية، لكنه لا يستطيع العمل بمفرده - التفاعل مع FcRn هو أيضًا مفتاح لتسهيل عدوى الفيروسات الشريانية في الخلايا المضيفة.

وقال الباحثون إن توضيح خطوات الإصابة بالفيروس الشرياني يعد إنجازًا مهمًا.

وقال وارن: "إذا نظرنا إلى بيولوجيا الفيروسات، فإن أحد أهم الأشياء التي يمكننا فهمها هي آليات الدخول. لأنه إذا كان بإمكانك إيقاف قدرة الفيروس على إصابة خلية من خلال تعطيل اتصال الفيروس الأولي بالمستقبلات، فلديك الآن استراتيجية علاجية محتملة".

وقد يكون أحد هذه "المُعطلات" هو منع المستقبلات - لذا فإن إظهار أن الجسم المضاد الوحيد النسيلة الموجود يمكنه إيقاف العدوى الفيروسية في الخلايا يعد أيضًا ميزة إضافية للعلماء الذين يفحصون الفيروسات من خلال عدسة الاستعداد قبل الجائحة.

وقال بيلي: "إذا ظهر أحد هذه الفيروسات بين البشر، أعتقد أننا سنواجه مشكلة كبيرة".