كيف يمكن الاستفادة من الأجسام المضادة البشرية للوقاية من الملاريا الشديدة؟

تظل الملاريا، وخاصة في أشكالها الحادة، تشكل عبئا صحيا واقتصاديا عالميا، فهي تتسبب في وفاة أكثر من 600 ألف شخص كل عام، معظمهم من الأطفال الأفارقة دون سن الخامسة.

في دراسة نشرت في مجلة Nature، اكتشف باحثون أجسامًا مضادة بشرية يمكنها التعرف على بعض البروتينات التي تسبب الملاريا الشديدة واستهدافها.

وبحسب موقع ميديكال إسبريس، يمكن أن يمهد هذا الاختراق الطريق للقاحات أو علاجات مضادة للملاريا في المستقبل.

الملارياالشديدة

تنتج الملاريا الشديدة عن طفيليات المتصورة المنجلية، التي تصيب خلايا الدم الحمراء وتغيرها.

يمكن لهذه التعديلات أن تجعل خلايا الدم الحمراء تلتصق بجدران الأوعية الدموية الصغيرة في الدماغ، ويؤدي هذا إلى ضعف تدفق الدم وانسداد الأوعية الدموية الصغيرة، مما يسبب تورم الدماغ وقد يتطور إلى ملاريا دماغية.

إن انسداد تدفق الدم ناجم في المقام الأول عن عائلة مكونة من نحو 60 بروتينًا ضارًا، تسمى PfEMP1، موجودة على سطح خلايا الدم الحمراء المصابة.

يمكن لبعض أنواع بروتينات PfEMP1 أن ترتبط ببروتين بشري آخر يسمى EPCR على سطح الخلايا المبطنة للأوعية الدموية. يؤدي هذا التفاعل إلى إتلاف الأوعية الدموية ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بتطور المضاعفات المهددة للحياة.

كان الباحثون يدركون أن الأطفال في إفريقيا عندما يكبرون، يكتسبون مناعة تدريجية، ونادرًا ما يعاني المراهقون والبالغون من مضاعفات مرضية مميتة، وكان يُعتقد أن هذه الحماية تتم بواسطة أجسام مضادة تستهدف بروتين PfEMP1.

إن بروتين PfEMP1 هو بروتين شديد التغير، وقد اعتُبر لفترة طويلة هدفًا صعبًا من الناحية الفنية للقاحات، لذلك، كان السؤال الذي ظل مطروحًا لفترة طويلة هو ما إذا كان الجهاز المناعي قادرًا على توليد أجسام مضادة - بروتينات تتعرف على مسببات الأمراض المحددة وتحييدها - والتي يمكنها استهداف مجموعة واسعة من أنواع PfEMP1 المتداولة.

قالت ماريا برنابيو، المؤلفة المشاركة الرئيسية للدراسة: "كنا مترددين بشأن ما إذا كان بإمكاننا تحديد جسم مضاد واحد يمكنه التعرف عليهم جميعًا".

وأضافت: "تبين أن أساليب الفحص المناعي المحسنة التي طورناها في جامعة تكساس نجحت بسرعة في تحديد مثالين للأجسام المضادة البشرية الفعالة على نطاق واسع ضد نسخ مختلفة من بروتين PfEMP1. وقد استهدفت كل منهما جزءًا من البروتين المعروف باسم CIDRα1 والذي يتفاعل مع مستقبل EPCR".

كان الفريق بحاجة بعد ذلك إلى اختبار ما إذا كانت هذه الأجسام المضادة قادرة أيضًا على منع ارتباط EPCR بنجاح في الأوعية الدموية الحية، وفي معظم الأمراض، كان من الممكن اختبار ذلك في نماذج حيوانية.

ومع ذلك، بالنسبة للملاريا، فإن هذا غير ممكن لأن البروتينات الخبيثة للطفيليات التي تصيب الفئران مختلفة تمامًا عن نظيراتها البشرية.

توصل الباحثون إلى نهج مبتكر للتغلب على هذا التحدي، فقد طوروا طريقة لتنمية شبكة من الأوعية الدموية البشرية في المختبر وتمرير الدم البشري المصاب بالطفيليات الحية عبر الأوعية، وبالتالي إعادة بناء المرض في طبق.

وأظهرت هذه التجارب أن الأجسام المضادة كانت قادرة على منع تراكم الخلايا المصابة، مما يشير إلى أنها قد تساعد في وقف الانسداد الذي يؤدي إلى أعراض الملاريا الشديدة.

قالت فيولا إنترويني، المؤلفة المشاركة الأولى في العمل: "لقد استخدمنا تقنية الأعضاء على الشريحة لإعادة إنشاء الأوعية الدموية الدقيقة في الدماغ بتقنية ثلاثية الأبعاد، ثم قمنا بعد ذلك بإصابتها بطفيليات الملاريا".

وأضافت: "لقد قمنا بإدخال الأجسام المضادة إلى الأوعية الدموية وانبهرنا بمدى نجاحها في منع خلايا الدم المصابة من الالتصاق بالأوعية الدموية. وكان من المذهل أن نرى التثبيط واضحًا بالعين المجردة".

وكشف التحليل البنيوي والمناعي الذي أجراه باحثون في جامعة كوبنهاجن ومعهد سكريبس للأبحاث أن هذه الأجسام المضادة تمنع ارتباط الطفيليات بآلية مماثلة - التعرف على ثلاثة أحماض أمينية محفوظة للغاية على CIDRα1.

من المرجح أن تمثل هذه الأجسام المضادة ذات التفاعل الواسع آلية مشتركة للمناعة المكتسبة ضد الملاريا الشديدة وتقدم رؤى جديدة حول تصميم لقاح أو علاج يعتمد على PfEMP1 يستهدف الملاريا الشديدة.

وقالت بيرنابيو: "تفتح هذه الدراسة الباب أمام استهداف طرق جديدة لحماية الناس من الملاريا الحادة، مثل اللقاح أو العلاجات الأخرى، ويرجع الفضل في ذلك إلى التعاون الدولي والمتعدد التخصصات الذي يشكل مفتاحًا لفهم أمراض مثل الملاريا. فزملاؤنا من مختلف أنحاء العالم يدرسون الملاريا من زوايا مختلفة. ويتعين علينا أن نواصل العمل معًا لمواجهة التحديات الكبيرة مثل هذا التحدي".

وأضافت: "في المختبر الأوروبي للبيولوجيا الجزيئية في برشلونة، نعتقد أن هندسة الأنسجة ونمو الأعضاء على رقاقة تسمح لنا بدراسة الأمراض بمزيد من التعقيد والتفصيل، فضلًا عن توفير منصات مفيدة لفحص لقاحات المرشحين".