كشفت دراسة أجراها علماء معهد وايزمان للعلوم أن طفيل الملاريا يرسل جزيئات الحمض النووي الريبي إلى نواة خلايا الجهاز المناعي، مما يعطل آلية التضفير الخاصة بها ويحول استجابة الجسم الدفاعية بعيدًا عن البؤرة الحقيقية للعدوى.
تُعدّ تقنية الحمض النووي الريبوزي (RNA)، كتلك المستخدمة في لقاحات كوفيد-19، في طليعة الطب حاليًا، لكن بعض التقنيات الأخرى تبنتها قبلنا بزمن طويل. فقد استخدم طفيل الملاريا، وهو كائن وحيد الخلية قديم، تقنيات الحمض النووي الريبوزي (RNA) ببراعة لآلاف السنين، إن لم يكن لفترة أطول. وفي دراسةٍ...نشرت مؤخرا في المجلة العلمية تقارير الخليةكشف علماء معهد وايزمان للعلوم عن استراتيجيات الحمض النووي الريبوزي (RNA) المذهلة للطفيلي الخطير الذي يودي بحياة مئات الآلاف سنوياً، وكثير منهم أطفال. وقد تُفضي هذه النتائج إلى تطوير أدوية جديدة للملاريا، فضلاً عن تطبيقات طبية تعتمد على الحمض النووي الريبوزي.
قبل أكثر من عقد من الزمان، البروفيسور نيتا ريجيف روتسكي لأن طفيل الملاريا المتصورة المنجلية ( بلازموديوم فالسيباروميغزو هذا النوع من البكتيريا خلايا الدم الحمراء، ويتواصل مع نظائره الطفيلية الموجودة داخلها أيضاً، عن طريق إفراز حويصلات دقيقة تحتوي على أجزاء من الحمض النووي. إلا أن البروفيسورة ريغيف-روتسكي وفريقها اكتشفوا، بالإضافة إلى هذه الأجزاء، أن هذه الحويصلات تحتوي أيضاً على جزيئات أخرى، بما في ذلك أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي (RNA).
افترض الباحثون أنه إذا كان الطفيلي يُغلّف جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) داخل الحويصلات، فلا بد أن يكون لديه سبب وجيه لذلك. وفي الدراسة الجديدة، أراد الفريق اختبار ما إذا كان الحمض النووي الريبوزي الموجود في الحويصلات يؤدي وظائف خاصة أخرى غير نقل الرسائل. ولأن مختبر البروفيسورة ريغيف-روتسكي كان قد أظهر سابقًا أن الفقاعات النانوية لا تخترق خلايا الدم الحمراء فحسب، بل تخترق أيضًا خلايا الجهاز المناعي المعروفة باسم الخلايا الوحيدة، فقد اشتبه الباحثون في أن هذه هي طريقة الطفيلي لتعطيل آليات الدفاع في جسم الإنسان الذي يستضيفه.
سرعان ما اتضح أن الطفيلي كان أكثر دهاءً مما كانوا يتصورون. اكتشف الفريق، بقيادة الدكتورة باولا أبو كريم - التي كانت آنذاك طالبة دكتوراه في مختبر البروفيسور ريغيف-روتزكي بقسم العلوم الجزيئية الحيوية في المعهد - أن الحمض النووي الريبوزي (RNA) الموجود في الحويصلات لم يكن مجرد أجزاء عشوائية من الحمض النووي الريبوزي، بل جزيئات الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA)، أي تعليمات لإنتاج بروتينات الطفيلي. على الرغم من هذا الاكتشاف، لم يكن هناك أي أثر لبروتينات الطفيلي التي كان من المفترض أن تتكون من جزيئات الحمض النووي الريبوزي هذه داخل خلايا الجهاز المناعي. بعبارة أخرى، لم يبدُ أن الطفيلي يستغل نظام إنتاج البروتين في الخلايا الوحيدة على الإطلاق. بل على العكس، ولدهشة الباحثين، بدا أن الحمض النووي الريبوزي يخترق أقدس أقدس جزء في الخلية - النواة.
"كان الأمر لا يُصدق. فالخلية تحرس نواتها بشدة، لأن "دماغها" يُخزن هناك"، كما يتذكر البروفيسور ريغيف-روتسكي. "ولإقناع أنفسنا - والآخرين - بأن الحمض النووي الريبي للطفيلي يخترق بالفعل أنظمة الدفاع هذه، كان علينا تحديده مباشرة داخل النواة."
في البداية، بدت المهمة شبه مستحيلة. فجزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) لطفيلي الملاريا موجودة بكميات ضئيلة للغاية تضيع في نواة خلايا الجهاز المناعي المزدحمة. إضافةً إلى ذلك، يتميز جينوم الطفيلي نفسه بتكراره الملحوظ، ويتكون في معظمه من وحدتين وراثيتين فقط، هما الأدينين (A) والثايمين (T). تطلبت هذه الكمية الضئيلة والتكرار طريقة حساسة بما يكفي للكشف عن قطرة من الحمض النووي الريبوزي للطفيلي وسط بحر المادة الوراثية البشرية.
"أحيانًا يكون الطالب الذي يقود مشروعًا بحثيًا هو ما يحدد مصيره، وكان هذا مثالًا واضحًا على ذلك"، كما تقول البروفيسورة ريغيف-روتسكي. "لقد قبلت باولا التحدي وثابرت عليه لمدة عام ونصف، حتى نجحت في النهاية".
طوّر الدكتور أبو كارم مستشعراً فلورياً يتسبب في إضاءة نقاط حمراء صغيرة داخل نواة الخلية المناعية. تمثل كل نقطة جزيء mRNA طفيلي واحد عبر الحاجز النووي.
بعد تجاوز هذه العقبة الصعبة، وإثبات اختراق النواة بالفعل من خلال الدلائل والنماذج، تمكن الباحثون من التركيز على السؤال المحوري: ما الذي تفعله جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) هناك أصلاً؟ اكتشف الباحثون أنها ترتبط بمكونين أساسيين لآلية "التضفير" الخلوية، وهي خطوة حاسمة لمراقبة الجودة، فبدونها غالبًا ما تُدمر جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) دون أن تُترجم إلى بروتين.
بالتعاون مع فريق الدكتور زئيف ميلاميد تمكن باحثون من الجامعة العبرية في القدس، متخصصون في التضفير والحمض النووي الريبوزي (RNA)، من كشف الآلية الطفيلية التي تعطل عملية التضفير في خلايا الجهاز المناعي، وفك شفرة استراتيجية الطفيلي المتعلقة بالحمض النووي الريبوزي. وأظهروا أن إدخال جزيئات الحمض النووي الريبوزي الطفيلية في نواة الخلايا الوحيدة النواة يعطل معالجة الحمض النووي الريبوزي في هذه الخلايا. والنتيجة هي فوضى عارمة، حيث تُضفر جزيئات الحمض النووي الريبوزي الأساسية، التي من المفترض أن تؤدي إلى إنتاج البروتينات التي تحارب الطفيلي، بشكل خاطئ وتُرسل للتحلل.
علاوة على ذلك، تُرسل الخلايا الوحيدة المتضررة إشارات استغاثة تُحفز استجابة مناعية قوية وتجنيد المزيد من الخلايا المناعية. وهكذا، بينما تسارع هذه الخلايا للتعامل مع الأزمة الظاهرة داخل الخلايا الوحيدة، يغيب الخطر الحقيقي - الطفيليات التي تتكاثر بصمت داخل خلايا الدم الحمراء - عن الأنظار.
يقول البروفيسور ريغيف-روتسكي: "إنها آلية تضليلية. إنها أشبه بإلقاء قنبلة يدوية في اتجاه ما ليجري الحراس نحوها، بينما تنتقل أنت إلى مكان آخر". من خلال إرباك الخلايا المناعية وكبح جماح عائلات كاملة من بروتينات الدفاع الرئيسية، يكسب الطفيلي لنفسه وقتًا ثمينًا، ويستطيع التكاثر والانتشار دون عائق.
تشير هذه النتائج إلى هدف جديد محتمل لتطوير أدوية مضادة للملاريا، ألا وهو منع الحمض النووي الريبي الطفيلي من تعطيل آلية التضفير. إضافةً إلى ذلك، قد تفتح هذه الدراسة آفاقًا جديدة لتشخيص أمراض معدية أخرى. فعلى سبيل المثال، يمكن لطفيليات البلهارسيا أن تبقى في الأمعاء لسنوات وتسبب أضرارًا دون أن تُكتشف في فحوصات الدم الروتينية. ويعتقد البروفيسور ريغيف-روتسكي أنها، مثل الطفيليات الأخرى، قد تُطلق حويصلات يمكن أن تكشف بصماتها الوراثية في الدم عن وجودها.
تتجاوز آثار هذا البحث مجرد التعامل مع الأمراض المعدية. فالحويصلات التي تفرزها الطفيليات شائعة في جسم الإنسان، وتُعدّ من السمات المميزة للعديد من الأمراض. وقد يزيد البحث عن محتوياتها، ليس فقط في السائل الخلوي، بل أيضاً في أماكن غير متوقعة كالأنوية المحفوظة جيداً، من فرص رصد هذه "الحويصلات" وقراءة محتوياتها. فعلى سبيل المثال، يستخدم السرطان حيلًا واستراتيجيات تتضمن إطلاق حويصلات تؤثر على الأنسجة السليمة المجاورة. كما تُعدّ الحويصلات مجالًا بحثيًا نشطًا في مرض باركنسون والتصلب الجانبي الضموري وأمراض تنكسية أخرى تصيب الجهاز العصبي. ومن المحتمل أن يُستخدم الحمض النووي الريبوزي (RNA) المنتشر في الدم داخل الحويصلات في المستقبل كمؤشر حيوي مبكر لهذه الأمراض.
كما شارك في الدراسة كل من إيدو كيفر، وشاكيد يديد، والدكتورة إيفا كوزلا، ونير زهاروني، والدكتورة رينات نيفو، ودانيال ألفانداري، وهالينا أوتش، وأبيل كروز كاماتشو، والدكتور عوفر شوشاني من قسم العلوم الجزيئية الحيوية بالمعهد؛ والدكتورة تمار زيف من التخنيون؛ والدكتور يوآف لوبيلسكي والبروفيسور إيغور أوليتسكي من قسم علم المناعة والتجديد البيولوجي بالمعهد؛ والدكتور رون روتكوف، والدكتورة يكاترينا بيرتوفيتش-كوبيتمان، والدكتور زيف بورات من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة بالمعهد؛ والدكتور إيفياتار وايزمان من المركز الوطني الإسرائيلي للطب الشخصي نانسي وستيفن غراند؛ وموشيه كيسين من الجامعة العبرية في القدس؛ والدكتورة إيريت غولديان من قسم البنى التحتية للأبحاث الكيميائية بالمعهد؛ والبروفيسورة كارميت ليفي من جامعة تل أبيب.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
