لقد كانت جائحة فيروس سارس-كوفيد-2 ولا ازال أحد الاهتمامات الصحية العالمية الرئيسية، فالفهم الكامل للتسبب في مرض سارس-كوفيد-2 والآليات الجزيئية الكامنة وراء العدوى يوفر فرصاً كبيرة للتغلب على الوباء، حيث سيسهل تسليط الضوء على الوظائف الفيروسية والتفاعلات بين الفيروس المضيف تطوير العلاجات المستهدفة أو اللقاحات أو التدابير الوقائية الأخرى، ومع ذلك، فإن البحث المتعلق بفيروس سارس-كوفيد-2 في بيئة المختبر يأتي مع العديد من التحديات، أحدهما هو زيادة متطلبات السلامة للتجارب، والآخر يدرس آليات متميزة أثناء العدوى بدلاً من التسبب بالكامل لفهم تلك العمليات الفردية بشكل أفضل.
- بناء فيروسات سارس-كوفيد-2 الاصطناعية:
استخدم الباحثون في معهد ماكس بلانك للأبحاث الطبية والمتعاونين معهم خبراتهم في علم الأحياء التركيبي التصاعدي للتغلب على بعض هذه التحديات، ولدراستهم، طوروا فيروسات سارس- كوفيد-2 الاصطناعية، حيث تمتلك الفيروسات هيكلاً مشابهاً للفيروسات الطبيعية ولكنها لا تحتوي على أي معلومات وراثية، ولذلك، يمكن استخدامها بأمان.
وقال أوسكار ستوفر، المؤلف الأول للورقة البحثية: "الأهم بالنسبة لنا، ونحن نبني هذه الفيروسات الاصطناعية من الصفر، هو أنه يمكننا تصميم تكوينها وهيكلها بدقة، وهذا يسمح لنا بإجراء دراسة منهجية للغاية خطوة بخطوة على آليات متميزة"، ولذلك فهو يرى إمكانات كبيرة في استخدام الجزيئات الاصطناعية الشبيهة بالفيروس في العديد من خطوط أنابيب التحليل والتوصيف لدراسة الفيروسات بما يتجاوز التطبيق الحالي لفيروسات سارس-كوفيد-2.
- آلية تبديل بروتين سبايك لتجنب جهاز المناعة؟
استخدموا لأول مرة فيروسات أضيق الحدود الاصطناعية لدراسة تأثير الأحماض الدهنية الالتهابية على بروتين سبايك الخاص بفيروس سارس-كوفيد-2، حيث يتم إطلاق الأحماض الدهنية الالتهابية أثناء حدوث أي التهاب في الجسم وتساعد على تسهيل الاستجابة المناعية وعمليات الشفاء، ويعتبر بروتين السنبلة أمراً بالغ الأهمية للتفاعل مع الفيروس المضيف، ومن ناحية أخرى، يستخدم الفيروس بروتين سبايك لربط الخلايا المضيفة بمستقبلات ACE2، ويمكّن هذا الفيروس من الاندماج مع الخلية المضيفة وإطلاق معلوماته الوراثية، ومن ناحية أخرى، يمكن للأجسام المضادة التي ينتجها المضيف أن ترتبط ببروتين السنبلة، مما يجعل الفيروس هدفاً لجهاز المناعة.
كان معروفاً من قبل أن بروتين السنبلة له منطقة مميزة حيث يمكن أن ترتبط الأحماض الدهنية الالتهابية، ومع ذلك، فإن وظيفة هذا الجيب الملزم لم تكن مفهومة في السابق، واستخدم الباحثون في معهد ماكس بلانك وزملاؤهم في جامعة بريستول الآن فيروسات سارس-كوفيد-2 الاصطناعية لدراسة هذه الآلية الدقيقة، وأظهروا أنه عند ارتباط الحمض الدهني، يغير بروتين السنبلة شكله و "ثنياته"، ونتيجة لذلك، لم يعد الارتباط بمستقبل ACE2 للمضيف ممكناً ويمكن أن يرتبط عدد أقل من الأجسام المضادة بالبروتين.
كما يمكن للباحثين الآن البدء في فهم سبب استخدام الفيروس لآلية التخويف هذه وتحديد ما إذا كان يمكن استخدام هذه المعلومات لتطوير استراتيجيات علاجية من خلال "تقليل" البروتين الشائك عند ارتباطه بالأحماض الدهنية الالتهابية، ويصبح الفيروس أقل وضوحاً لجهاز المناعة، وقد تكون هذه آلية لتجنب الاكتشاف من قبل المضيف واستجابة مناعية قوية لفترة أطول من الوقت وزيادة الكفاءة الكلية للعدوى، ومع ذلك، فإن العلماء ما زالوا في بداية تحديد وظيفة آلية الطي، لكن استخدام الفيريونات الاصطناعية سيسمح باتباع نهج منظم، ويقول أوسكار ستوفر: "إن تطبيق مفاهيم البيولوجيا التركيبية على مشكلة ذات تأثير عالمي أمر مثير حقاً".
المصدر: مجتمع ماكس بلانك