يمكن استخدام مضادات الفيروسات المكتشفة في البكتيريا كأدوية للأمراض الفيروسية

ويتم في هذه الأيام اختبار قدرة هذه المواد على محاربة الفيروسات التي تضر الإنسان، بما في ذلك فيروسات الأنفلونزا وكورونا

يتمتع الجهاز المناعي للبكتيريا بميزة تطورية واحدة على الأقل مقارنة بجهازنا - فهو يحارب الفيروسات منذ مئات الملايين من السنين. ومؤخرا، اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم منجم ذهب للمواد المبيدة للفيروسات التي تنتجها البكتيريا، وقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوية أكثر فعالية للأمراض الفيروسية لدى البشر. يتم إنتاج هذه المواد بواسطة إنزيمات مضادة للفيروسات تسمى Viperins؛ ولم تكن هذه الإنزيمات معروفة حتى الآن إلا في الثدييات، والآن تم العثور عليها لأول مرة في البكتيريا أيضًا. وفي هذه الأيام، يتم اختبار قدرة الجزيئات التي تنتجها بكتيريا الفيفرينات على محاربة الفيروسات التي تضر الإنسان، بما في ذلك فيروسات الأنفلونزا وكورونا. الدراسة تم النشر اليوم في المجلة العلمية الطبيعة.

البروفيسور صفارات روتيم وكشف مجموعته البحثية في قسم الوراثة الجزيئية في المعهد، إلى جانب مجموعات بحثية أخرى في العالم، في دراساتهم في العقد الماضي أن البكتيريا تمتلك أجهزة مناعية متطورة للغاية معدة خصيصًا لمحاربة الفيروسات التي تصيب البكتيريا - العاثيات أو العاثيات لفترة قصيرة. واكتشفت مجموعة البروفيسور سوريك سابقًا أن بعض الاستجابات المناعية في البكتيريا لها علاقة تطورية بجهاز المناعة البشري. يقدم بحثهم الحالي أقوى دليل على ذلك حتى الآن: اكتشف الباحثون أن الأفعى - التي لم يتم فهم دورها في جهاز المناعة البشري إلا منذ حوالي عامين - تلعب أيضًا دورًا في الجهاز المناعي للبكتيريا.

وعلى الرغم من أن العاثيات تختلف عن الفيروسات التي تصيب البشر في اختيار أهدافها، إلا أنها مثل الفيروسات الأخرى تتكون أيضًا من مادة وراثية - DNA أو RNA - وتنتشر عن طريق غزو المضيف والاستيلاء على آلية النسخ الخلوي الخاصة به. في البشر، يعد الفيبيرين جزءًا من جهاز المناعة الفطري، وهو الجزء التطوري الأقدم من جهاز المناعة، ويتم إنتاجه عندما تنبه مادة الإشارة المعروفة باسم الإنترفيرون الجهاز المناعي إلى وجود فيروسات مسببة للأمراض. بعد إنتاجه، يطلق الأفعى جزيءًا فريدًا، قادرًا على العمل ضد مجموعة واسعة من الفيروسات وفقًا لقاعدة واحدة بسيطة: الجزيء "يحاكي" النيوكليوتيدات - قطع المادة الوراثية اللازمة لتكرار الجينوم. لكن جزيء الفيبيرين مزيف: فهو يفتقر إلى الرابط الأساسي، الذي يسمح للنيوكليوتيد التالي بالارتباط بالشريط الذي يصبح أطول فأطول. بمجرد إدخال هذه النيوكليوتيدات المزيفة في الجينوم الفيروسي المتضاعف، يتوقف التكاثر - ويتوقف الفيروس معه.

إن بساطة الآلية واتساع نطاق عملها ضد العديد من الفيروسات المختلفة، قد يعني أن الأفعى كانت معنا لفترة طويلة، ولكن هل من الممكن أن تكون قديمة قدم الجد المشترك لنا وللبكتيريا؟ بقيادة الدكتور أودي بيرنهايم، الذي كان باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مجموعة البروفيسور سوريك، قام أعضاء المجموعة بتطبيق الأساليب التي تم تطويرها في مختبرهم لتحديد موقع التسلسلات البكتيرية التي تشفر اليوبيكويتينات المحتملة. بعد ذلك، تبين أن هذه الأفعى توفر الحماية للبكتيريا ضد عدوى العاثيات. يقول البروفيسور سوريك: "بينما ينتج الفيروس البشري نوعًا واحدًا فقط من الجزيئات المضادة للفيروسات، تنتج البكتيريا مجموعة متنوعة مذهلة من الجزيئات، يمكن استخدام كل منها كدواء جديد ضد الفيروسات".

واستناداً إلى التسلسل الجيني، تمكن البروفيسور سوريك وفريق البحث من تتبع التاريخ التطوري للأفعى. يقول البروفيسور سوريك: "لقد اكتشفنا أن أصل هذا العنصر المهم في نظام المناعة لدينا المضاد للفيروسات موجود في نظام الدفاع البكتيري".

وإذا أثبتت مركبات الفيفيرين البكتيرية فعاليتها ضد الفيروسات البشرية، يرى البروفيسور سوريك أن ذلك قد يمهد الطريق لاكتشاف جزيئات إضافية تنتجها الأجهزة المناعية للبكتيريا، واعتمادها كأدوية مضادة للفيروسات للأمراض البشرية. "كما حدث منذ عقود مضت مع المضادات الحيوية - المواد المضادة للبكتيريا التي تم اكتشافها لأول مرة في الفطريات والبكتيريا - قد نتعلم كيفية تحديد واعتماد الاستراتيجيات المضادة للفيروسات للكائنات الحية التي كانت تحارب العدوى لمئات الملايين من السنين."

أجريت الدراسة الحالية بالتعاون مع باحثين من إحدى الشركات بانثيون العلوم البيولوجيةوالتي حصلت على ترخيص من الشركة "عرف"، ذراع تسويق الملكية الفكرية التابع لمعهد وايزمان للعلوم، لتطوير أدوية مضادة للفيروسات بناءً على النتائج. وتجري حاليا دراسات إضافية، بهدف معرفة أي من بكتيريا الفيفيرينات قد تكون أكثر ملاءمة لمكافحة الفيروسات البشرية، بما في ذلك فيروسات الأنفلونزا وكورونا.

كما شارك في الدراسة عدي ميلمان، وجال أوفير، وجلعاد ميتاف، وكرمل أبراهام، وسارة ميلاميد، والدكتور جيل أميتاي.

تخلق الأصباغ والفيروسات معًا مادة مبتكرة