آلية المناعة في البكتيريا هي سلف المسار المناعي المضاد للفيروسات في خلايانا
لقد مر أكثر من مليار سنة من التطور منذ انشقاق أسلافنا عن البكتيريا البدائية، ومع ذلك فإن أجهزتنا المناعية تشترك مع هذه المخلوقات وحيدة الخلية في آلية دفاع مهمة. تم اكتشاف هذه الحقيقة في دراسة أجراها علماء معهد وايزمان للعلوم ونشرت مؤخرا في مجلة الطبيعة العلمية. تسلط نتائج البحث الضوء على تطور الاستجابات المناعية في أجسامنا، وقد تؤدي إلى رؤى جديدة في علاج أمراض المناعة الذاتية.
يتعين على البكتيريا أن تدافع عن نفسها باستمرار ضد الفيروسات التي تهاجمها، والتي تسمى العاثيات. الآلية المناعية الأكثر شهرة في البكتيريا، كريسبر، والتي تعمل على تحييد العاثيات عن طريق تحرير الحمض النووي الخاص بها، تُستخدم حاليًا في المختبرات البيولوجية لتحرير الجينات. ومع ذلك، هناك العشرات من آليات الدفاع الإضافية - تم اكتشاف العديد منها في مختبر البروفيسور روتم سوريك من قسم الوراثة الجزيئية في المعهد. في الدراسة الحالية، ركز البروفيسور سوريك وفريقه البحثي على جزيء تم اكتشافه في البكتيريا في السنوات الأخيرة فقط ويعرف باسم cGAMP. لقد عرفوا أن هذا الجزيء، الذي يتكون من النيوكليوتيدات A وG، هو جزء من آلية مناعية موجودة في كل خلية من خلايا جسمنا: عندما تتعرف خلية بشرية على وجود الحمض النووي الفيروسي، فإنها تنتج cGAMP الذي يؤدي إلى التنشيط. لجزيء الإنترفيرون، والذي يقوم بدوره باستدعاء جهاز المناعة لمساعدة الخلية المصابة.
أصل آليات المناعة الذاتية في خلايانا هو في الوقت الذي كانت فيه جميع الكائنات وحيدة الخلية وبدون نواة. بمعنى آخر، فإن حقيقيات النوى الأولى - الكائن الذي ظهرت فيه نواة الخلية لأول مرة - كانت مجهزة بالفعل بهذه الآلية المضادة للفيروسات، والتي تطورت إلى آلية المناعة التي نعرفها اليوم عند البشر.
ومع ذلك، على عكس خلايا الجسم، تعمل البكتيريا كوحدات مستقلة ولا يمكنها تجنيد خلايا الجهاز المناعي لمساعدتها. إذن ما الذي يحتاجون إليه لـ cGAMP؟ افترض الباحثون أن هذا الجزيء له أيضًا دور وقائي في البكتيريا، ووجدوا تأكيدًا لذلك عندما حددوا الجينات المسؤولة عن إنتاج cGAMP في "جزر الدفاع" - وهي مناطق في الجينوم البكتيري حيث تميل الجينات المرتبطة بالنشاط المناعي إلى التجمع معًا. . ومن أجل التحقق مما إذا كانت هذه الجينات مرتبطة بالفعل بالنشاط المناعي، قام الباحثون بنقلها من البكتيريا التي تحدث فيها بشكل طبيعي، إلى البكتيريا التي لا تحتوي على هذا النظام (E.coli) وأصابوا البكتيريا المهندسة بالعاثيات. ووجدوا أن مستعمرات البكتيريا المهندسة نمت بشكل جيد في لوحات المختبر وأظهرت مقاومة لمجموعة واسعة من العاثيات.
يقول البروفيسور سوريك: "لقد اكتشفنا أنه، على غرار آلية المناعة لدى البشر، تستشعر الآلية البكتيرية غزو الفيروس، ثم تقوم بتنشيط إنتاج cGAMP". تحمي هذه الآلية البكتيريا عن طريق جعلها تنتحر قبل أن تتمكن العاثيات من تكاثر نفسها وتعريض بقية المستعمرة للخطر. كان يُعتقد في السابق أن مثل هذا الانتحار الإيثاري هو ملكية حصرية للكائنات متعددة الخلايا، ولكن من المعروف اليوم أنه يحدث في العديد من الكائنات وحيدة الخلية أيضًا.
وبينما كان البروفيسور سوريك وفريقه يدرسون آلية المناعة القديمة هذه، اكتشفت مجموعة بحثية أخرى في جامعة هارفارد أن البكتيريا يمكن أن تنتج مجموعة متنوعة من الجزيئات المشابهة لـ cGAMP. تتكون كل هذه الجزيئات من مجموعات من النيوكليوتيدات المرتبطة ببعضها البعض في شكل دائري. وجدت مجموعة بحث البروفيسور سوريك أن هذه الجزيئات هي أيضًا جزء من أنظمة مضادة للعاثيات تعمل بطريقة مشابهة لـ cGAMP.
"كل أنظمة النيوكليوتيدات الدائرية هذه هي على ما يبدو أنظمة دفاع مناعية. ويبدو أن الاختلافات بينهما تكمن في الطريقة المفضلة للانتحار: نظام cGAMP يخترق غشاء الخلية، بينما يشق نظام آخر الحمض النووي للبكتيريا وما إلى ذلك"، كما يقول البروفيسور سوريك ويضيف: "أصل المناعة الذاتية الآليات الموجودة في خلايانا هي في وقت كانت فيه كل الكائنات وحيدة الخلية وبدون نواة. وبعبارة أخرى، فإن أول حقيقيات النوى - الكائن الذي ظهرت فيه نواة الخلية لأول مرة - كان مجهزًا بالفعل بهذه الآلية المضادة للفيروسات، والتي تطورت إلى آلية المناعة التي نعرفها اليوم عند البشر.
قد تكون هذه النتائج ذات صلة أيضًا بصحة الإنسان. وتشارك النسخة البشرية من هذه الآلية المناعية في أمراض المناعة الذاتية. "نحن نعلم أن بعض العاثيات تمكنت من التهرب من هذه الآلية المناعية. يقول البروفيسور سوريك: "إذا نجحنا في التعلم منهم كيفية تعطيل الاستجابة المناعية، فقد نتمكن من استخدام هذه الرؤية لعلاج الأمراض التي يهاجم فيها الجهاز المناعي الجسم نفسه بدلاً من الغزاة الخارجيين".
#أرقام علمية: يقدر العلماء أن عدد العاثيات في العالم يساوي 10 مليار ضعف عدد النجوم في الكون. ولو قمنا بوزن كل هذه العاثيات معًا، لكان وزنها أكبر من وزن البشرية جمعاء.
