كيف يتخفى مرض كروتزفيلد جاكوب في الخلايا العصبية لعقود من الزمن؟

في أبريل الماضي، أصيب 3 أشخاص في ولاية أوريغون الأمريكية بمرض كروتزفيلد جاكوب (CJD)، وهو حالة عصبية نادرة ومميتة تشبه اعتلال الدماغ الإسفنجي البقري، المعروف أيضًا باسم مرض جنون البقر.

يصيب هذا المرض شخصًا أو شخصين لكل مليون نسمة سنويًا، مما يجعل احتمال ظهور 3 حالات في نفس المنطقة الجغرافية الصغيرة ضئيلًا للغاية.

يخضع هذا التفشي حاليًا للتحقيق، ولكن قد لا يكون هناك تفسير واضح؛ فمصدر العدوى في معظم حالات مرض كروتزفيلد جاكوب غير معروف.

مرض كروتزفيلد جاكوب

يُعدّ كلٌّ من مرض كروتزفيلد جاكوب وجنون البقر من أمراض الدماغ الإسفنجية المعدية، وقد سُمّيا بهذا الاسم نسبةً إلى الثقوب الإسفنجية التي تُؤثّر على الدماغ مع تقدّم المرض.

وقد تمتدّ فترات الكمون لهذه الأمراض إلى فترة طويلة؛ إذ يُمكن أن يبقى كروتزفيلد جاكوب خاملاً لمدة تصل إلى 38 عامًا، ولكن بمجرد انتشاره إلى الدماغ، يُدمّره ويقتل مُضيفه.

يُعدّ البروتين المطوي بشكل غير طبيعي - المسمى بالبريون - السمة المميزة للتنكس العصبي في مرض كروتزفيلد جاكوب. بمجرد تكوينه، لا يمكن التخلص من البريونات، مما يؤدي إلى تراكم البروتينات المتجمعة التي تُلحق الضرر بالدماغ.

يعتقد بعض الباحثين أن البريونات نفسها معدية، لكن لورا مانوليديس، أستاذة الجراحة تشتبه في أن البريونات المشوهة هي استجابة في مرحلة متأخرة لعامل معدي، مثل فيروس صغير.

وفي دراسة جديدة نشرت في مجلة PLOS One، طورت مانويلديس وزملاؤها أول نموذج خلوي لعدوى مرض كروتزفيلد جاكوب الكامنة، مما كشف عن أجزاء رئيسية من اللغز.

في الدراسة، عندما حفّز الباحثون انقسام الخلايا العصبية للفئران، بدت الخلايا المصابة بمرض كروتزفيلد جاكوب مشابهةً تمامًا للخلايا العصبية السليمة. ولكن عندما أوقف الباحثون انقسام الخلايا، بدأت الخلايا المصابة بسرعة بإنتاج جزيئات معدية، وتبع ذلك استجابة مناعية قوية.

حينها فقط بدأت الخلايا العصبية بالتعبير عن العديد من التغيرات الأخرى الناتجة عن العدوى.

ومن المثير للاهتمام أن جميع أشكال بروتين البريون انخفضت في هذه الخلايا العصبية شديدة العدوى.

يقول مانويلديس، المؤلف الرئيسي للدراسة: "لدينا هنا عدوى كامنة يُمكننا تفعيلها وإيقافها. وبصفتها آلية بيولوجية ومرضية، فهي تُحدث تحولاً جذرياً في النموذج".

العدوى الكامنة تختبئ أمام أعيننا

تتهرب العديد من مسببات الأمراض من الاستجابات المناعية بالاختباء أو الخمول داخل الخلايا. ويمكن أن تبقى العوامل المعدية لسنوات في الأنسجة اللمفاوية - حيث تُصنع خلايا الدم البيضاء - أو في خلايا متخصصة مختارة دون ظهور أعراض.

على سبيل المثال، يوجد فيروس الهربس لدى أكثر من نصف سكان الولايات المتحدة، مسببًا نوباتٍ عرضيةً عند الشعور بالتوتر أو المرض أو التعب، كما أن لمرض السل فترة بقاء طويلة عند عزله في العقد اللمفاوية، وقد يستغرق فيروس نقص المناعة البشرية سنواتٍ عديدةً ليظهر كمرض.

غالبًا ما تظهر الفيروسات الكامنة عند ضعف الجهاز المناعي.

يقول مانويلديس: "نحمل في أجسامنا عددًا هائلًا من الفيروسات الكامنة المعروفة وعناصر أخرى مجهولة، وفجأة، عندما تتهيأ الظروف المناسبة، تظهر هذه الفيروسات فجأةً".

لدراسة كيفية تراكم العامل المُعدي في مرض كروتزفيلد جاكوب، درس الباحثون الخلايا العصبية في دماغ الفئران التي توقفت عن الانقسام، على عكس أنواع الخلايا الأخرى، لا تنقسم الخلايا العصبية الناضجة ولا يمكن استبدالها.

في هذه الدراسة، هندسَ الباحثون الخلايا العصبية لمواصلة الانقسام حتى ارتفاع درجة الحرارة، وعندها تتوقف الخلايا عن الانقسام أو تتوقف. كان الهدف من هذا التحول بين الانقسام والتوقف هو نمذجة الظروف الفسيولوجية التي قد تعاود فيها عدوى مرض كروتزفيلد جاكوب الظهور.

ثم قام الباحثون بتحليل أنماط التعبير الجيني في الخلايا العصبية المصابة وغير المصابة، أثناء انقسامها وبعد توقفها.

تصرفات مختلفة

وجد الباحثون أن الخلايا العصبية المصابة بدت وتصرفت بشكل يكاد يكون غير قابل للتمييز عن الخلايا السليمة أثناء الانقسام، ولكن بعد عدة أيام من توقفها، تغيرت أنماط التعبير الجيني لديها.

نشّطت الخلايا العصبية جينات الاستجابة المناعية الفطرية، مما يشير إلى وجود عدوى، ورفعت مستوى عدد كبير من الجينات المرتبطة بانقسام الخلايا، على الرغم من أنه كان من المفترض توقف الانقسام.

استأنفت الخلايا العصبية المصابة انقسامها الخلوي عند إعادتها إلى بيئة منخفضة الحرارة، لكنها أصبحت مُعديةً مجددًا عند إعادة إيقافها، متنقلةً بين عدوى كامنة وأخرى مُعاد تنشيطها، ووجد الباحثون أن الخلايا العصبية فقدت قدرتها على العدوى خلال مرحلة انقسام الخلايا.

ركزت الأبحاث المتعلقة بعلم الأعصاب التنكسية على المراحل النهائية المتقدمة من المرض، حيث تتراكم البروتينات المشوهة، مثل بيتا أميلويد في مرض الزهايمر.

من خلال معالجة المراحل المبكرة من المرض، قبل التقدم الحتمي، يهدف مانويلديس إلى تسليط الضوء على الأصول البيولوجية المتنوعة وآليات مرض كروتزفيلد جاكوب وغيره من الالتهابات الكامنة المحتملة.

كما هو الحال مع العديد من المشاكل الطبية، هناك عوامل عديدة يجب مراعاتها، كما توضح مانويلديس.

وأضاف: "قد يكون طيّ البروتين الخاطئ والأميلويد علامة على وجود تلف، ومثل الندبة، قد يكون ناتجًا عن أسباب مختلفة مثل السموم والالتهابات والصدمات، مجرد النظر إلى الندبات لا يكشف عن سببها الأساسي".