لا تكمن فتك طفيل الملاريا في قوة هجومه على الجسم فحسب، بل في ليونته أيضًا
خلايا الدم الحمراء هي خط الأكسجين لجسمنا، ولكنها أيضًا مأوى مثالي لواحد من أكثر المخلوقات فتكًا: طفيل الملاريا. بعد حوالي أسبوعين من دخول الجسم، يشن طفيل Plasmodium falciparum هجومًا هائلاً: فهو يستولي بسرعة على عدد كبير من خلايا الدم الحمراء ويتكاثر بداخلها. وفي هذه المرحلة يصبح المرض مهددا للحياة، والدليل - كل يوم يموت منه حوالي ألف طفل حول العالم. تعاونت مجموعتان بحثيتان في معهد وايزمان للعلوم لمعرفة ما الذي يجعل غزو طفيل الملاريا فعالاً للغاية - واكتشفتا ذلك السر لا يكمن في قوة الهجوم فحسب، بل في ليونته أيضًا.
الدكتور نيتا ريجيف روتسكي واكتشف أعضاء مجموعتها في قسم العلوم الجزيئية الحيوية أن الفقاعات الصغيرة التي يفرزها الطفيلي في أجسامنا تحتوي على شحنة مدهشة: البروتيزوم - وهي آلة جزيئية تعمل على تحطيم البروتينات التالفة أو غير الضرورية. زميلتها في القسم أ. ميخال شارون، متخصص في الأبحاث البروتينية. ومن أجل الكشف عما تفعله البروتيازومات في حويصلات الملاريا، انضمت مجموعتا البحث معًا، بقيادة طالب البحث إيليا ديكل من مختبر الدكتورة ريجيف روتسكي وباحثة ما بعد الدكتوراه الدكتورة دانا يافي من مختبر البروفيسور شارون، وكشفت كيف يستخدم طفيل الملاريا البروتيزوم لتمهيد الطريق للغزو الكبير.
ويستفيد الطفيلي من مرونة خلايا الدم الحمراء
تتمتع خلايا الدم الحمراء بخصائص فريدة تجعلها مضيفًا خاصًا لطفيل الملاريا. أولاً، أثناء عملية تمايزها، تفقد معظم عضياتها الخلوية، وبالتالي تفقد قدرتها على الدفاع عن نفسها ضد العوامل الضارة، بما في ذلك الطفيليات. بالإضافة إلى ذلك، لأنها بحكم دورها يجب أن تصل إلى أدق الشعيرات الدموية لتزويد جميع أنسجة الجسم بالأكسجين، فهي تتمتع بقدرة هيكلية هائلة على المرونة؛ وقد تبين الآن أن هذه القدرة بالتحديد هي التي يستخدمها الطفيلي لصالحه.
بعد دخولها إلى جسم الإنسان، تقضي Plasmodium falciparum حوالي أسبوعين في الكبد، حيث تخضع للتغيرات والتكاثر. ثم تدخل مجرى الدم وتغزو خلايا الدم الحمراء الناضجة، وفي الوقت نفسه ترسل لجيرانها طليعة: حويصلات تحمل البروتيزومات غرضها تليين هذه الخلايا لتسهيل اختراقها. تسمح هذه الخطوة التحضيرية لآلاف الطفيليات بغزو كمية هائلة من خلايا الدم الحمراء خلال ثوانٍ.
وكشف الباحثون عن مدى استعداد الأرض للغزو: فقد اكتشفوا أن الفقاعات التي يفرزها طفيل الملاريا تحتوي على نسخة من البروتيزوم المعروف باسم S20، وهي أصغر حجما وتحتاج إلى طاقة أقل من الإصدارات الأخرى. بالتعاون مع الدكتور إيريت جولديان والدكتور سيدني كوهين من قسم البنى التحتية للبحوث الكيميائية، طور فريق البحث طريقة تصوير تعتمد على مجهر القوة الذرية وكشف أن البروتيزوم يخترق ثقوبًا في الهيكل العظمي لخلايا الدم الحمراء ويتحلل ألياف البروتين في أغشيتها. حدد العلماء أربعة بروتينات مستهدفة لخلايا الدم الحمراء والتي يكسرها البروتيزوم. بالإضافة إلى ذلك، وبالتعاون مع الدكتور إيدو أوزيري من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة، قاموا بتطوير خوارزمية ذكاء اصطناعي قادرة على تحديد الهياكل العظمية الخلوية المخففة باستخدام S20.
العلاقة بين البروتيزوم والسرطان
وللتأكد من أن البروتيزوم هو المسؤول بالفعل عن عملية التليين، قام العلماء بحجب موقعه النشط. وقد منع هذا الانسداد تليين الخلايا، وبالتالي حد بشدة من قدرة الطفيلي على غزوها وغزو ثقافتها. يفتح هذا الاكتشاف اتجاهًا جديدًا لتطوير الأدوية المضادة للملاريا التي ستركز على حجب البروتيزومات الخاصة بالطفيلي. قد تكون النتائج أيضًا ذات صلة بأمراض معدية أخرى، حيث تم العثور على مكونات S20 أيضًا في الفقاعات التي تفرزها طفيليات أخرى، على سبيل المثال، تلك التي تسبب مرض النوم ووردة أريحا. علاوة على ذلك، قد تلقي هذه الدراسة ضوءًا جديدًا على السرطان، حيث تم اكتشاف وحدات فرعية من البروتيزوم S20 مؤخرًا أيضًا في فقاعات صغيرة تفرزها الخلايا المعززة للسرطان في الجسم.
وشارك في الدراسة أيضًا الدكتور جيلي بن نيسان، د. يفعات أوفير بيرين، د. ماتيا موراندي، يائيل أوهانا دانيال، بولا أبو كريم، دانيال ألفندري، شيماريت مليحي، تال بلوك تامين، د. أور يام روز. آرييل روديك والدكتور أوري أفينوعم من قسم العلوم الجزيئية الحيوية؛ الدكتور رون روثكوبف والدكتور زيف بورات من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة؛ باكشي موليك والبروفيسور نير غوف من قسم الفيزياء الكيميائية والبيولوجية؛ تمار زيف من التخنيون؛ والدكتور خافيير سيسكوال، والدكتور ماثيو بيمنتل، والدكتور توماس نافيل، والدكتور يوجين كاب من جامعة ملبورن ومعهد والتر وإليزا هول للأبحاث الطبية؛ جوليا بيرغاماشي والبروفيسور تشيس وايت من جامعة أمستردام الحرة؛ د. ريا سوركين من جامعة تل أبيب؛ والدكتورة تيريزا كارفالو من جامعة لا تروب في ملبورن.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
