اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم مؤخرًا أن شراسة الجبين أكثر إثارة للإعجاب مما كانوا يعتقدون حتى الآن: الفيروسات تستفيد من آلية مصممة لحماية الخلية، لتجعلها خاصة بها دون مقاومة
يمكن أن تكون الفيروسات ضيوفًا وقحين للغاية - فهم يشعرون وكأنهم في منزلهم في خلية المضيف، ويستولون على معداتها ويستخدمونها لأغراضهم الخاصة لإنتاج فيروسات جديدة. اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم مؤخراً أن شراسة الجبين أكثر إثارة للإعجاب مما كانوا يعتقدون حتى الآن: فالفيروسات تستفيد من آلية مصممة لحماية الخلية، لتجعلها خاصة بها دون مقاومة. وتقدم النتائج، التي نشرت في المجلة العلمية Nature Immunology، رؤى جديدة حول العلاقة المعقدة بين الخلية المضيفة والفيروس، وقد تؤدي إلى بحث جديد حول طرق علاج الالتهابات أو الاستجابات المناعية الخاطئة.
جزيئات الرنا المرسال (mRNA) التي تحتوي على التعليمات الجينية لبناء البروتينات، قد تخضع بعد إنتاجها في نواة الخلية وقبل وصولها إلى وجهتها، إلى عمليات تغير (تعديلات) كيميائية تؤثر على وظيفتها. قامت الدكتورة نوعام ستيرن جينوسار ومجموعتها البحثية في قسم علم الوراثة الجزيئية في المعهد بدراسة إحدى عمليات التغيير الأكثر شيوعًا - مثيلة نيوكليوتيد الأدينوزين (m6A). تتضمن هذه العملية إنزيمًا يربط مجموعة الميثيل (المميزة بالحرف m) بموقع محدد على جزيء الحمض النووي الريبي (6A). أفادت دراسات سابقة أن m6A يلعب دورًا في آلية العدوى الفيروسية. وعليه، عندما حقن الباحثون فيروس CMV العملاق في خلايا بشرية مزروعة في المختبر وقاموا بتحييد الإنزيم المسؤول عن عملية المثيلة، وجدوا أن انتشار الفيروس توقف.
من اليمين: د. نوعام شتيرن جينوسار، أهارون نحشون، جولي تاي شميدل وروني فينكلر. الضيوف غير المدعوين
ولتعميق المعرفة بآلية العدوى، قام الباحثون، بقيادة الطالب البحثي روني وينكلر وبالتعاون مع الدكتور شراغا شوارتز ومجموعته البحثية، بإنشاء نوعين من الخلايا: الخلايا الطبيعية والخلايا التي لا تحتوي على مثيلة الحمض النووي الريبوزي (RNA). وقد أصابهم الباحثون بالفيروس، وقاموا برسم خرائط للمواقع الموجودة على الحمض النووي الريبي الفيروسي التي تعرضت لـ m6A. وتوقع الباحثون رؤية اختلافات في الحمض النووي الريبي الفيروسي، لكن عندما قارنوا هذه الجزيئات الموجودة في الخلايا المهندسة بالجزيئات الموجودة في الخلايا الطبيعية، فوجئوا بعدم وجود فرق بينهما. من ناحية أخرى، تم اكتشاف اختلاف كبير في الحمض النووي الريبوزي (RNA) للخلايا نفسها: في الخلايا المهندسة، تم العثور على تعبير أقوى بكثير للجينات ذات النشاط المضاد للفيروسات.
وكانت النتائج مفاجئة للغاية: لماذا تحتوي الخلايا "الطبيعية" على آلية تسمح للفيروسات بالتكاثر والانتشار؟ وفي وقت لاحق، اكتشف الباحثون أن عملية المثيلة حدثت بشكل رئيسي في الحمض النووي للجين الذي يرمز لمادة الإنترفيرون المضادة للفيروسات. الإنترفيرون هو خط الدفاع الأول للجسم ضد العدوى، وهو سلاح قوي وواسع النطاق مضاد للفيروسات. يوضح الدكتور ستيرن جينوزر: "تحتوي كل خلية في جسمنا على أجهزة استشعار يمكنها اكتشاف الفيروس وإطلاق الإنترفيرون استجابةً له". "هذه الآلية هي جزء من جهاز المناعة الفطري، وهي تؤثر على كل من الخلية المهاجمة وجيرانها وتوقف العدوى قدر استطاعتها، حتى يتمكن جهاز المناعة المكتسب من التعرف على الفيروس ومعرفة كيفية محاربته".
وبعد المزيد من التجارب، اقترح العلماء تفسيرًا محتملاً لتحسين نجاح الفيروس على وجه التحديد في الخلايا الطبيعية: عملية المثيلة تقلل من إنتاج الإنترفيرون. "إن الإنترفيرون، مثل معظم المواد التي ينتجها الجهاز المناعي، سام. ويوضح الدكتور ستيرن جينسر أن الكثير منه يمكن أن يقتل الخلية. "لذلك هناك مقايضة مستمرة بين مكافحة الفيروس وحماية الخلية المضيفة. نظرًا لأن كمية المواد المنتجة أمر بالغ الأهمية، فهي تحتوي على مفاتيح "إيقاف" و"تشغيل" سريعة جدًا. نحن نقدر أن m6A يعمل كمفتاح "إيقاف" - وبدونه، يتم إنتاج الإنترفيرون بشكل مستمر، ويتوقف انتشار الفيروس بالكامل تقريبًا."
بالتعاون مع البروفيسور يعقوب حنا، أنشأ الباحثون فئرانًا معدلة وراثيًا واكتشفوا أن النتائج في مزارع الخلايا تكررت أيضًا في الجسم الحي: في الحيوانات المعدلة وراثيًا، ارتفعت مستويات الإنترفيرون إلى مستويات خطيرة، لكن توقفت الإصابة بالفيروس.
"نعتقد أن جزءًا كبيرًا من الباحثين الذين أبلغوا عن m6A كتعديل في الحمض النووي الفيروسي لغرض زراعته، لاحظوا في الواقع فيروسات تستفيد من آلية الدفاع في الخلايا المضيفة - وهي الآلية التي تترك الفيروسات الباقية على قيد الحياة". يقول الدكتور ستيرن جينوسر: "إنها فرصة سانحة للتكرار". "إن النتائج التي توصلنا إليها تخلق صورة عامة للمراحل المبكرة من العدوى الفيروسية والتي قد تؤدي إلى أفكار جديدة لعلاج الأمراض الفيروسية أو الوقاية منها." بالإضافة إلى ذلك، قد توفر النتائج نظرة ثاقبة لبعض أمراض المناعة الذاتية، والالتهابات والآليات التنظيمية لمواد مثل الإنترفيرون، والتي تتطلب رقابة صارمة.
