البحث شارك فيه باحثون إسرائيليون وأمريكيون من الجامعة العبرية وجامعة بيتسبرغ، ونُشر مؤخرًا في المجلة الرائدة Nature Communications، وكشف عن نتائج مذهلة فيما يتعلق بقدرة الأجسام المضادة النانوية التي تأتي من الحيوانات على تحييد فيروس كورونا، على نطاق واسع. الطفرات. بالإضافة إلى ذلك، قد يساعد البحث في القضاء على أمراض مشابهة لكورونا في المستقبل
توصلت دراسة دولية جديدة أجرتها فرق بحثية بقيادة الباحثة الأمريكية يي شي من جامعة بيتسبرغ والدكتورة دينا شنيدمان من كلية الهندسة وعلوم الكمبيوتر في الجامعة العبرية، إلى وجود أجسام مضادة نانوية تعمل على تحييد فيروس كورونا في الحيوانات - وهي كما أنه فعال جدًا ضد الطفرات الموجودة في المتغيرات، بما في ذلك دلتا . النتائج الرائعة، التي تم الإعلان عنها قبل بضعة أيام في مجلة Nature Communications المرموقة، تصف ثلاث آليات مختلفة تعمل من خلالها الأجسام المضادة النانوية على تحييد الفيروس، ومنعه من إصابة الخلايا ومنع ظهور المرض. ويوفر التحليل الهيكلي للأجسام المضادة النانوية الذي أجراه الباحثون إمكانيات لتطوير لقاحات وعلاجات مستقبلية قد تعمل ضد مجموعة واسعة من فيروسات كورونا، بما في ذلك المتغيرات التي لم تظهر بعد.
وفي دراسة سابقة قام بها زوج من الباحثين والفرق البحثية لكل منهم في مختبراتهم، تم نشره في ديسمبر من العام الماضي في مجلة Science المرموقة، ذكرت لأول مرة تطور التكنولوجيا لتحديد الأجسام المضادة النانوية باستخدام البروتينات (دراسة البروتينات في الجسم). وتم تطوير الفكرة قبل انتشار وباء كورونا حول العالم، واعتقد الباحثون بعد تفشي الفيروس أن التكنولوجيا ستكون فعالة بما يكفي لتؤدي إلى اختراق علمي. خلال بحثي الذي دام حوالي ثلاثة أشهر، تمكن الباحثون من إنتاج آلاف الأجسام المضادة النانوية بسرعة لارتفاعات فيروس SARS-CoV-2 بخصوصية وقدرة على تحييد الفيروس بمعدلات عالية جدًا. وباستخدام أساليب النمذجة الهيكلية الحسابية التي طورتها مجموعة الدكتور شنيدمان، رسم الباحثون خريطة للموقع الدقيق لكل جسم مضاد نانوي على سطح طفرات فيروس كورونا، وكشف هذا التعيين أن الأجسام المضادة النانوية يمكنها استخدام وفرة من الآليات الجديدة والمتقدمة لحجب الفيروس. عدوى.
كل ما تريد معرفته عن سلالة الدلتا، ولكنك لم تشعر بالارتياح عند السؤال عنه
ولإنتاج الأجسام المضادة النانوية، استخدم الباحثون اللاما في مزرعة الألبكة في ماساتشوستس. أثناء عملهم، قام الباحثون بتحصين أنثى سوداء تدعى والي بقطعة من بروتين سبايك من SARS-CoV-2 وبعد حوالي شهرين أنتج جهازها المناعي أجسامًا مضادة نانوية ضد الفيروس. اختيار ليما لم يكن من قبيل الصدفة. جميع الجمال - الإبل واللاما والألبكة والفيكونا والجواناق - تنتج أجسامًا مضادة مشابهة لأجسامنا وإلى جانبها أجسامًا مضادة أصغر حجمًا، يبلغ وزنها الجزيئي حوالي نصف وزن الجسم المضاد البشري. هذه الأجسام المضادة الصغيرة قادرة على الوصول إلى المناطق التي يتعذر على الأجسام المضادة الكبيرة مثل أجسامنا الوصول إليها، وتعمل بشكل أكثر فعالية. وكانت المهمة المعقدة هي تحديد الأجسام المضادة النانوية التي تم العثور عليها، والتي تتمتع بأفضل قدرة على التحييد لمحاربة فيروس كورونا. أتاحت الخريطة الهيكلية الدقيقة التي أجراها الباحثون للأجسام المضادة النانوية التي تم إنشاؤها في الحيوانات، هندسة كوكتيل جديد من الأجسام المضادة النانوية، القادر على تغطية طفرات الإكليل في عدة أماكن، وبالتالي منع الفيروس من تطوير مقاومة للأجسام المضادة بمساعدة الطفرات. وبالتعاون مع البروفيسور بول دوبريكس، مدير مركز أبحاث اللقاحات في بيتسبرغ، وجد الباحثون أن استخدام جزء صغير من نانوجرام من الدواء يعمل على تحييد الجزيئات الفيروسية الكافية لإصابة مليون خلية بشرية. أي أن جرعتها المنخفضة تكفي لتحييد فيروس كورونا.
في الدراسة الحالية، وهي دراسة متابعة للبحث في العلوم، والتي قادها الطالبان تومر كوهين ودينا شنايدمان من الجامعة العبرية، استخدم الباحثون أدوات طوروها في المختبر، تعتمد على التعلم العميق، من أجل لنمذجة الأجسام المضادة النانوية الجديدة. واليوم يستطيع مختبر الجامعة بناء نماذج ثلاثية الأبعاد للأجسام المضادة النانوية بدقة عالية وبسرعة كبيرة. وباستخدام أدواتهم، خلص الباحثون إلى أن بعض الأجسام المضادة النانوية الجديدة الموجودة ضد كورونا ترتبط بمناطق السنبلة التي لا تخضع لطفرات وأيضا بالمناطق التي لا تستطيع الأجسام المضادة الطبيعية الوصول إليها على الإطلاق. اختار الفريق ثمانية هياكل من الأجسام المضادة النانوية المحددة من عشرات الملايين من الأجسام المضادة النانوية التي تم استخلاصها من حيوان اللاما لتحضير الكوكتيل، والتي وجد سابقًا أنها فعالة جدًا ضد الفيروس. ومن خلال الملاحظات، أكد الباحثون أن العديد من الأجسام المضادة النانوية تعمل أيضًا ضد سلالة ألفا من فيروس كورونا ("البديل البريطاني")، وضد سلالة دلتا ("البديل الهندي") وضد طفرات أخرى لفيروس SARS-CoV-2.
حتى أن الباحثين حاولوا أن يفهموا بعمق كيفية عمل كل بنية من الأجسام المضادة النانوية، ونتيجة لذلك، قاموا بالتخطيط لإجراءات وقائية متطورة. وصنف الباحثون الأجسام المضادة النانوية إلى ثلاث مجموعات رئيسية، بناءً على طريقة تفاعلها مع بروتينات السنبلة، وهي النتوءات التي تحيط بالفيروس الكروي وتعمل بمثابة "مفاتيح" لمهاجمته. وتتنافس المجموعة الأولى من الأجسام المضادة التي تم العثور عليها مع جزء الخلية البشرية الذي يرتبط به البروتين الشوكي، مما يمنع الفيروس من دخول الخلايا. وترتبط المجموعة الثانية من الأجسام المضادة بمنطقة في البروتين الشوكي الذي يتم الحفاظ عليه دون تغيير في عدة سلالات من فيروس كورونا - بما في ذلك فيروس SARS-CoV الأصلي. وهذا يعني أن الأجسام المضادة النانوية من هذه المجموعة قد تحيد SARS-CoV-2 بما في ذلك متغيراته المختلفة، وحتى فيروسات كورونا الأخرى. ترتبط الأجسام المضادة النانوية التابعة لجهة خارجية بمنطقة معينة من البروتين الشوكي الذي لا تستطيع الأجسام المضادة الطبيعية الوصول إليه (بسبب حجمها ونطاقها). من خلال الارتباط بهذه المنطقة، يمنع الجسم المضاد النانوي البروتين من الطي بالطريقة التي يحتاجها حتى يتمكن من دخول الخلايا البشرية. "إن إيجاد هذه الآليات له أهمية كبيرة في منع الفيروس من دخول الخلايا، ليس فقط بالنسبة للمتغيرات الموجودة وتلك التي قد تظهر في المستقبل، ولكن أيضا بالنسبة للفيروسات الأخرى من عائلة كورونا، والتي قد تتطور إلى أمراض عالمية مماثلة في المستقبل" "يشرح تومر كوهين.
ولسوء الحظ، ليس من الممكن بعد استخدام كوكتيل الأجسام المضادة النانوية، الذي لم يتجاوز بعد مرحلة التجارب السريرية بشكل كامل. "إن نتائج الأبحاث على الأجسام المضادة النانوية لا تزال واعدة، ونحن في منتصف الطريق ولكننا بالتأكيد نرى أن هناك أمل في الأفق. يقول الدكتور شنايدمان هذا الأسبوع: "مثل هذه الموافقات تستغرق وقتًا". "إذا تمكنا من إنتاج دواء مبتكر من خلال الكوكتيل، فسيكون علاجًا يمكن أن ينقذ الأرواح - إذا تم إعطاؤه للمرضى في مرحلة مبكرة من المرض. بالإضافة إلى ذلك، سيتمكن أي شخص يتعرض لمرضى مؤكدين من استخدام هذا العلاج أيضًا كعلاج وقائي".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
