يسبب التهاب المعدة والأمعاء عند الأطفال.. اكتشاف جديد بخصوص فيروس الروتا

تمكن الباحثون في كلية بايلور للطب والمؤسسات المتعاونة من تحسين فهمنا لكيفية إصابة الأشخاص بالمرض بسبب فيروس الروتا، وهو السبب الأكثر شيوعًا لالتهاب المعدة والأمعاء الحاد لدى الأطفال.

تعد الدراسة المنشورة في مجلة Science Advances من بين الدراسات الأولى التي أظهرت أن بروتين فيروس الروتا NSP4 ضروري وكافٍ للعديد من جوانب عدوى فيروس الروتا من خلال تعطيل إشارات الكالسيوم ليس فقط داخل الخلايا المصابة ولكن أيضًا في الخلايا غير المصابة القريبة.

وحسب موقع ميديكال إكسبريس، تؤثر هذه الاضطرابات في إشارات الكالسيوم على شدة مرض فيروس الروتا، مما يوفر رؤى جديدة حول كيفية تأثير وظيفة NSP4 على ضراوة فيروس الروتا.

تشير النتائج إلى أن التلاعب ببروتين NSP4 يمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات جديدة لمنع أو علاج عدوى فيروس الروتا.

فيروس الروتا

وقال المؤلف المشارك الدكتور جوزيف هيسر: "يمثل فيروس الروتا وحده ربع حالات التهاب المعدة والأمعاء الحاد الشديد عند الأطفال، والذي يظهر عادة مع الإسهال المائي والقيء والحمى وآلام البطن، وفي الوقت الحالي، يموت ما يقرب من 500 ألف طفل في جميع أنحاء العالم بسبب هذه الحالة كل عام".

وأضاف: "على الرغم من أن العلاج بالإماهة عن طريق الفم ولقاحات فيروس الروتا الحية المضعفة ساعدت في تقليل عبء التهاب المعدة والأمعاء الحاد الناتج عن فيروس الروتا لدى الأطفال في جميع أنحاء العالم، إلا أنه لا يزال هناك مجال للتحسين".

في الدراسة الحالية، بحث هيسر وزملاؤه بشكل أعمق في كيفية مساهمة وظائف NSP4 أثناء الإصابة بفيروس الروتا في شدة المرض على أمل إيجاد نهج جديد لعلاج المرض أو منعه.

في دراسة سابقة، اكتشف الباحثون أن فيروس الروتا يطلق إشارات كالسيوم شاذة تُعرف باسم "موجات الكالسيوم بين الخلايا" والتي تشع من الخلايا المصابة إلى الخلايا غير المصابة المجاورة وأن تثبيط هذه الإشارات يقلل من شدة المرض.

وقال هيزر: "أشارت النتائج إلى أنه من المرجح أن تساهم موجات الكالسيوم في تكاثر الفيروس العجلوي وزيادة ضراوته؛ ومع ذلك، لم يكن من الواضح كيف أطلق الفيروس هذه الإشارة، كان لدينا بالفعل أدلة تضع NSP4 على رأس قائمة البروتينات الفيروسية التي قد تكون متورطة في إطلاق موجات الكالسيوم".

من خلال العمل مع سلالات فيروس الروتا البشرية والخنازير الخبيثة والمضعفة الموجودة، بالإضافة إلى سلالات جينية جديدة تم إعادة تركيبها بواسطة نظام وراثي عكسي، قام الفريق بفحص دور NSP4 في إحداث موجات الكالسيوم وارتباطه بشدة المرض باستخدام مجموعة من النماذج التجريبية، بما في ذلك الخلايا المزروعة في المختبر، وثقافات الأعضاء المعوية ونماذج الحيوانات.

ووجد الباحثون أن قدرة الفيروس الروتا على توليد موجات الكالسيوم يمكن أن تُعزى بالكامل إلى NSP4، بحيث أن التعبير عن NSP4 في الخلايا، حتى في غياب عدوى الفيروس الروتا، يولد موجات كالسيوم لا يمكن تمييزها عن العدوى الأصلية.

ومن المهم أن NSP4 من الفيروسات الروتا المضعفة، والتي تسبب مرضًا أخف أو لا تسبب أي مرض على الإطلاق، تسبب في حدوث موجات كالسيوم أقل من NSP4 من السلالات الخبيثة، وإدخال NSP4 المضعف في سلالة فيروس روتا خبيثة أدى إلى تقليل عدد موجات الكالسيوم التي أنتجتها وتقليل قدرتها على التسبب في الإسهال في نموذج حيواني.

وقال هيسر: "وجدنا أن قدرة الفيروس الروتا على توليد موجات الكالسيوم تسير جنبًا إلى جنب مع NSP4، حيث أن التعبير عن NSP4 وحده كافٍ لتوليد موجات الكالسيوم، كما أن جوانب متعددة من شدة مرض الفيروس الروتا ترتبط بالقدرة على توليد موجات الكالسيوم".

علاوة على ذلك، تسببت موجات الكالسيوم أيضًا في إثارة استجابة مناعية، مما يشير إلى خلل تنظيم الكالسيوم كوسيلة للتعرف على الفيروسات.

وقال هيسر: "بشكل عام، تشير الأدلة إلى أن NSP4 يبدو أنه يشارك في تحفيز موجات الكالسيوم المرتبطة بشدة مرض الفيروس العجلي واستجابات الخلايا المضيفة لهذا المستوى الشاذ من إشارات الكالسيوم".

وقد تنطبق هذه النتائج على الفيروسات الأخرى التي تحمل بروتينات مشابهة لـNSP4 والتي قد تشارك في تعطيل إشارات الكالسيوم، بالإضافة إلى الفيروس الروتا.