كيف يتفشى فيروس التهاب الدماغ الخيلي الغربي؟

تُظهر مجموعة من الأبحاث الجديدة كيف يُمكن للتحولات الطفيفة في التركيب الجزيئي للفيروس أن تُغيِّر مصيره بشكل جذريّ.

قد تُحوّل هذه التحولات مُسبّبًا مرضيًا قاتلًا إلى جرثومة غير ضارة، أو تُعزّز فيروسًا حميدًا نسبيًا، مما يُؤثّر على قدرته على إصابة البشر والتسبب في تفشيات خطيرة.

هذا هو الاكتشاف الأحدث في سلسلة من الدراسات التي قادها جوناثان أبراهام، الأستاذ المشارك في علم الأحياء الدقيقة في معهد بلافاتنيك في كلية الطب بجامعة هارفارد، وفريقه والتي تهدف إلى فهم مخاطر فيروس التهاب الدماغ الغربي الخيلي والفيروسات ذات الصلة.

تم نشر العمل في مجلة Cell.

وقال فريق البحث إن النتائج تقدم رؤى مهمة يمكن أن تساعد الباحثين وخبراء الصحة العامة على توقع احتمالية تفشي الأمراض في المستقبل بشكل أفضل.

فيروس التهاب الدماغ والنخاع العظمي

تاريخيا، تسبب فيروس التهاب الدماغ والنخاع العظمي في حدوث فاشيات كبيرة وخطيرة من التهاب الدماغ (نوع خطير من التهاب الدماغ) بين البشر والخيول في جميع أنحاء الأمريكتين.

ينتشر الفيروس بشكل رئيسي بين البعوض والطيور.

منذ مطلع القرن العشرين، اختفى فيروس حمى غرب إفريقيا من أمريكا الشمالية كمسبب للمرض. أما في أمريكا الجنوبية، فقد انتشر الفيروس أحيانًا ليصيب أعدادًا صغيرة من البشر والثدييات.

ومع ذلك، في عام 2023، تسبب فيروس الخيول الأوروبي في أول تفشٍ بشري كبير منذ أربعة عقود في أمريكا الجنوبية، حيث شمل آلاف الخيول وأكثر من مائة حالة إصابة بشرية مؤكدة.

كيف فقد الفيروس قدرته على إصابة البشر في أمريكا الشمالية؟ ولماذا استمر الفيروس كعامل ممرض في أمريكا الجنوبية ثم عاد للظهور مسببًا تفشيًا واسع النطاق؟ يكمن السر في التغيرات في تركيبه الجزيئي، وفقًا للدراسة الجديدة.

وباستخدام تقنية تصوير متقدمة، حدد الباحثون كيفية تفاعل بروتينات الأشواك على سطح سلالات فيروس العوز المناعي البشري المعزولة على مدى القرن الماضي مع نوع من مستقبلات الخلايا المعروفة باسم PCDH10 والتي يتشاركها البشر والطيور.

يدخل الفيروس إلى جسمه ويسبب العدوى عن طريق التصاق أحد بروتيناته الشوكية بمستقبل على سطح الخلية المضيفة.

ولإحداث العدوى، يجب أن يتطابق بروتينه الشوكي والمستقبل، كقطع متطابقة من أحجية الصور المقطوعة.

في سلالة من عام 1958، عندما حدثت حالات تفشي فيروس WEEV القاتل بشكل منتظم، كان الفيروس مناسبًا لمستقبلات الخلايا البشرية والطيور على حد سواء.

ومع ذلك، فإن سلالة فيروس العوز المناعي البشري من أمريكا الشمالية التي تم عزلها من البعوض في كاليفورنيا في عام 2005 كانت مناسبة لمستقبلات خلايا الطيور ولكنها لم تكن مناسبة للثدييات.

وجد الباحثون أن طفرةً واحدةً في بروتين سبايك الفيروس كانت كافيةً لمنعه من الالتصاق بخلايا الإنسان والحصان.

ومع ذلك، سمحت هذه الطفرة للفيروس بدخول الخلايا وإصابتها باستخدام مُستقبِل الطيور.

إن السلالات المعزولة في أمريكا الجنوبية على مدى القرن الماضي، بما في ذلك سلالات تفشي المرض في الفترة 2023-2024، لم تكتسب أبدًا الطفرة الوحيدة التي من شأنها أن تمنعها من الارتباط بمستقبلات الخلايا البشرية والحصان.

لاحظ الباحثون أيضًا أن تغييرًا واحدًا في بروتين السنبلة الفيروسي مكّن سلالات فيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي (EEEV) من الارتباط بمستقبل مختلف يُسمى VLDLR، وهو موجود في خلايا دماغ الثدييات. يشترك فيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي (EEEV )، وهو قريب فيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي، في هذا المستقبل نفسه، وهو أشد فيروسات ألفا ضراوة، وقد استمر في التسبب في تفشي المرض في أمريكا الشمالية.

في الماضي، كانت الأشكال السلفية شديدة الضراوة من فيروس التهاب الدماغ الخيلي الشرقي قادرة على غزو خلايا المضيف من خلال VLDLR.

ومن الجدير بالذكر أنه عندما قام الباحثون بحجب هذا المستقبل الرئيسي باستخدام بروتين VLDLR وهمي، فإن الحيوانات المصابة بسلالة WEEV الأقدم والأكثر خطورة كانت محمية من التهاب الدماغ القاتل الناجم عن هذه السلالات الخبيثة.

وتقدم النتائج الجديدة أدلة حاسمة للاستعداد للأوبئة لأنها توفر رؤى حول أول تفش كبير لفيروس نقص المناعة البشرية لدى البشر منذ أربعة عقود في أمريكا الجنوبية ويمكن أن تساعد الجهود المبذولة لمراقبة سلالات فيروس نقص المناعة البشرية لدى البشر في أمريكا الشمالية فيما يتعلق بإمكانية تسببها في تفشي المرض على نطاق واسع.

علاوة على ذلك، فإن قدرة الفيروس السريعة على التحول من مستودع غير ضار في الحشرات والطيور البرية إلى مسبب مرض خطير يصيب البشر تسلط الضوء على أهمية جهود المراقبة لرصد أي فاشيات محتملة وأمراض ناشئة.

وقال أبراهام: "كلما فهمنا المزيد عن هذه المجموعة المهمة من الفيروسات الناشئة قبل ظهور تهديد خطير، كان ذلك أفضل".