أعرفك من أين؟

وباستخدام برنامج كمبيوتر جديد، تمكن علماء من معهد وايزمان من تصميم بروتين اصطناعي يؤدي إلى استجابة مناعية تمنع طفيل الملاريا. ومن الممكن أن تساعد هذه الطريقة في مكافحة الأمراض المعدية مثل زيكا والإيبولا. 

الملاريا هي واحدة من أخطر الأمراض المعدية في العالم. فهو يؤثر على مئات الملايين من البشر، وفي كل عام يموت بسببه حوالي نصف مليون شخص، معظمهم من الأطفال في البلدان الاستوائية الفقيرة. الطفيلي المسبب للمرض هو سيد المراوغة، ويمر عبر عدة تجسيدات، سواء في المريض أو في البعوضة التي تنقله من شخص إلى آخر. في كل تجسيد، يغير الطفيلي سطحه، ويصبح هدفًا سريع الحركة مما يجعل من الصعب على الجهاز المناعي "التثبيت" عليه. ومع ذلك، فإن هذا الطفيل لديه أيضًا كعب أخيل - وهو بروتين فريد يسمى RH5، والذي يسمح له بالتثبيت على خلايا الدم الحمراء للمريض وغزوها. وبالتالي، فإن تثبيط هذا البروتين يقمع المرض.

وفي السنوات الأخيرة، بُذلت جهود لإنتاج هذا البروتين بالتركيبة وبالكميات الكبيرة اللازمة لاستخدامه كمكون للقاح. ومع ذلك، على غرار بروتينات اللقاحات من الأمراض المعدية الأخرى، فإن RH5 هو أيضًا بروتين غير مستقر، يتحلل عند درجة حرارة عالية، ولا يمكن إنتاجه إلا في أنظمة خلوية معقدة ومكلفة. وبما أن التطعيم ضد الملاريا مطلوب بشكل رئيسي في البلدان الفقيرة، حيث لا يمكن الوصول إلى التبريد، فمن المشكوك فيه ما إذا كان يمكن استخدام RH5 كلقاح فعال في هذه المناطق.

للتغلب على هذه الصعوبة، طالب البحث عدي غولدنزويج ودكتور شيرال فليشمان، من قسم العلوم الجزيئية الحيوية في معهد وايزمان للعلوم، لتحسين استقرار RH5. وللقيام بذلك، قام غولدنزويج بتطوير برنامج كمبيوتر جديد لتصميم بروتينات اللقاح من الأمراض المعدية. وبما أن هذه البروتينات تتعرض لهجوم مستمر من قبل الجهاز المناعي، فإنها تتغير بسرعة مع كل جيل. يستخدم برنامج Goldenzweig جميع المعلومات المتوفرة لدينا فيما يتعلق بتكوينات البروتين في الطفيليات المختلفة لحساب الطفرة التي من شأنها تقوية البروتين المستهدف دون الإضرار بنشاطه. يشرح غولدنزويج: "يتلاعب الطفيل بجهاز المناعة عن طريق تراكم الطفرات على البروتينات السطحية. ومن المفارقة أنه كلما تمكن الطفيلي من الهروب من الجهاز المناعي، كلما زادت الأدلة التي يقدمها لنا والتي ستسمح لنا بإنتاج لقاح صناعي ناجح.

أرسلت غولدنزويج البروتينات التي حسبتها إلى مجموعة بحثية في أكسفورد متخصصة في تطوير لقاح الملاريا، بقيادة البروفيسور ماثيو هيجنز والبروفيسور سايمون دريبر، ولم تستغرق النتائج المبهرة وقتًا طويلًا. وبينما لا يمكن تصنيع البروتين الطبيعي في أنظمة خلوية بسيطة ورخيصة، إلا أنه يمكن تصنيع البروتين الذي طورته بكميات كبيرة، مما يقلل بشكل كبير من إنتاج مكون اللقاح. كما أن البروتين المصمم مستقر عند درجات حرارة تصل إلى 50 درجة مئوية، مما يحل المشكلة الرئيسية في نقل مجموعات اللقاح في البلدان الاستوائية. والأهم من ذلك، أظهرت التجارب على الحيوانات أن البروتين يثير بالفعل استجابة مناعية تمنع الطفيلي. يضيف الدكتور فليشمان: "إن الطريقة التي طورها عدي عامة تمامًا. أي أننا أظهرنا أنه ينجح حتى عندما تفشل الطرق الأخرى بسبب خصائص الهدف (مثل الطفيلي). وبما أن هذه الطريقة سهلة التنفيذ، فإنها ستكون قادرة على المساعدة في مكافحة الأمراض المعدية "الجديدة"، والتي تحتاج، مثل زيكا وإيبولا، إلى استجابة شاملة وسريعة."

ومن خلال سلسلة جديدة من التجارب، يأمل العلماء في اختبار استراتيجية عمل أخرى ضد طفيل الملاريا، والتي ستعتمد على الحجب الفيزيائي والكيميائي لبروتين الالتحام الخاص بالطفيلي. يمكن أن يتم هذا الحجب، على سبيل المثال، عن طريق تصميم بروتين صناعي يربط بروتين RH5 بإحكام - وبالتالي يثبط العدوى بشكل مباشر.

#أرقام_علمية

يعيش حوالي 40% من البشر في مناطق موبوءة بالملاريا.